Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Гуревич Л.Е.

ГУ Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

Прощина А.Е.

ФГБНУ «НИИ морфологии человека», Москва, Россия

Воронкова И.А.

ФГУ Эндокринологический научный центр, Москва

Ашевская В.Е.

ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Россия

Коростелева П.А.

ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Россия

Должанский О.В.

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского», Москва, Россия

Дифференциально-диагностическое значение экспрессии транскрипционного фактора PDX-1 в нейроэндокринных и ненейроэндокринных опухолях поджелудочной железы и других органов

Авторы:

Гуревич Л.Е., Прощина А.Е., Воронкова И.А., Ашевская В.Е., Коростелева П.А., Должанский О.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Архив патологии. 2019;81(5): 11‑21

Просмотров: 1124

Загрузок: 28

Как цитировать:

Гуревич Л.Е., Прощина А.Е., Воронкова И.А., Ашевская В.Е., Коростелева П.А., Должанский О.В. Дифференциально-диагностическое значение экспрессии транскрипционного фактора PDX-1 в нейроэндокринных и ненейроэндокринных опухолях поджелудочной железы и других органов. Архив патологии. 2019;81(5):11‑21.
Gurevich LE, Proshchina AE, Voronkova IA, Ashevskaya VE, Korosteleva PA, Dolzhansky OV. Differential diagnostic value of the expression of the transcription factor PDX-1 in neuroendocrine and non-neuroendocrine tumors of the pancreas and other organs. Arkhiv Patologii. 2019;81(5):11‑21. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/patol20198105111

?>

Дифференцировка клеток, начиная от недифференцированного предшественника до специализированной клетки, способной выполнять функции, свойственные различным органам и тканям, на разных стадиях онтогенеза регулируется соответствующими факторами транскрипции (ФТ). Экспрессия этих факторов строго синхронизирована во времени и подчинена заданной генетической программе, сбои в которой могут приводить к грубым функциональным нарушениям в работе систем и органов, в частности могут способствовать злокачественной трансформации клеток и росту как доброкачественных, так и злокачественных опухолей. По разным причинам под влиянием комплекса экзогенных и эндогенных факторов происходит сбой генетической программы (возникают мутации, затрагивающие различные сигнальные каскады и регуляторные гены), что может приводить к злокачественной трансформации и неконтролируемому размножению аномальных клеток с разной степенью дифференцировки.

В настоящее время особый интерес привлекает изучение факторов, играющих важную роль в дифференцировке тканей разных органов, в том числе эпителиальных тканей и опухолей поджелудочной железы (ПЖ). Этот интерес обусловлен уникальностью ПЖ, которая, являясь одновременно и экзокринным, и эндокринным органом, представляет собой идеальную модель для изучения разнонаправленной дифференцировки и пластичности полипотентных клеток-предшественников [1]. Успешное прохождение полипотентными клетками ПЖ всех стадий дифференцировки регулируется спектром Ф.Т. Одним из самых ранних маркеров дифференцирующихся клеток ПЖ является PDX-1 (pancreatic and duodenal homeobox-1, гомеобоксный ген ПЖ и двенадцатиперстной кишки-1, или инсулин-промоторный фактор 1), который кодируется геном, расположенным на хромосоме 13q12.1. О механизмах регуляции и транскрипционной активности PDX-1 в эмбриогенезе ПЖ и во взрослом организме, в норме и при разных видах патологии пока известно недостаточно. Впервые роль PDX-1 как ключевого фактора при формировании тканей ПЖ была продемонстрирована на мышиных эмбрионах [2—4]. Установлено, что мыши, гомозиготные по гену PDX-1 или при инактивации (нокауте) у них этого гена, умирают вскоре после рождения от врожденного диабета. Позже было доказано, что PDX-1 является одним из важнейших регуляторов дифференцировки тканей ПЖ не только у эмбрионов мышей, но и у человека, а мутации, затрагивающие этот ген, приводят к грубым функциональным нарушениям в работе этого органа [5]. Естественно, большое теоретическое и практическое значение имеет изучение экспрессии ФТ в различных клеточных популяциях как эмбриональной, так и нормальной ПЖ, а также в производных от них опухолях. Такой сравнительный анализ позволяет не только правильно определить гистогенетическое происхождение опухоли, но и по особенностям иммунофенотипа уточнить степень ее дифференцировки и злокачественный потенциал [6]. Хорошо известно, что некоторые злокачественные опухоли, в том числе и нейроэндокринные опухоли (НЭО), по гистологическому строению мало отличаются друг от друга. Поэтому одной из самых актуальных и сложных проблем онкоморфологии является поиск таких ФТ, органо- и тканеспецифических маркеров, которые позволили бы с высокой степенью вероятности определять первичную локализацию каждой опухоли по выявленным метастазам без установленного первичного очага.

Цель исследования — провести сравнительный анализ экспрессии трансформирующего фактора PDX-1 в НЭО и не-НЭО различной локализации и гистогенетического происхождения, а также оценить возможность его использования в качестве органо- и тканеспецифического маркера.

Материал и методы

Материалом исследования послужили тканевые образцы 518 операционных и диагностических биопсий, из которых 384 образца НЭО и 134 не-НЭО с ранее установленным и уточненным иммуногистохимическим (ИГХ) методом диагнозом от пациентов, оперированных и обследованных в патолого-анатомическом отделении ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского за период с 2000 по 2018 г., а также от пациентов из других лечебных учреждений РФ, консультированных в патолого-анатомическом отделении МОНИКИ за тот же период времени.

Все исследованные 516 опухолей были разделены на три основные группы. 1-ю группу составили 384 НЭО: 173 опухоли ПЖ (50 инсулином, 11 гастрином, 3 соматостатиномы, 2 продуцирующие адренокортикотропный гормон, а также 106 клинически нефункционирующих (НФ) опухолей, в том числе 38 продуцирующих глюкагон («глюкагономы»), 19 продуцирующих панкреатический полипептид («пипомы»), 4 продуцирующие кальцитонин («кальцитониномы»), для остальных 45 тип секретируемого гормона установить не удалось; 46 НЭО желудка, 65 карциноидов кишечника (18 двенадцатиперстной, 24 тонкой, 13 толстой и 10 прямой кишки), 40 опухолей бронхолегочной локализации (19 типичных и атипичных карциноидов, 21 мелкоклеточная и крупноклеточная нейроэндокринная карцинома), 8 опухолей тимуса/средостения, 14 карцином из клеток Меркеля, 6 карциноидов почки, 3 опухоли молочной железы, 2 карциноида гортани и полости носа, 2 нейроэндокринные карциномы трахеи (МК- и КК-варианты), 1 МК нейроэндокринная карцинома (НЭК) мочевого пузыря и 24 метастаза НЭО неизвестной первичной локализации (НПЛ).

2-ю группу составили 16 опухолей: 6 параганглиом различной локализации (3 хемодектомы, по 1 мозжечка, ПЖ и брюшной полости), 6 медуллярных раков щитовидной железы (МРЩЖ) и 4 феохромоцитомы надпочечников (ФХНП).

3-ю группу составили 118 опухолей без нейроэндокринной дифференцировки: 54 опухоли ПЖ (31 опухоль протокового происхождения, из которых 22 аденокарциномы (АК), 4 серозно-кистозные опухоли (СКО), 3 внутрипротоковые муцинозно-кистозные опухоли (ВПМКО) и 2 муцинозно-кистозные опухоли (МКО); 2 недифференцированные анапластические карциномы (АПК); 3 ацинарно-клеточные опухоли (АЦКО) и 20 солидно-псевдопапиллярных опухолей (СППО)]; 26 раков желудка (14 АК и 12 перстневидно-клеточных раков), 17 АК кишечника (из них 1 тонкой, 12 толстой и 4 прямой кишки), 11 раков легких (6 АК и 5 плоскоклеточных раков), 3 рака молочной железы, 4 рака почек, 2 адренокортикальных рака, 1 рак мочевого пузыря (см. таблицу).

Особенности экспрессии PDH-1 в опухолях различных типов Примечание. Розовым цветом выделены значения от 50% и более. НЭО — нейроэндокринная опухоль, НЭК — нейроэндокринная карцинома, ПЖ — поджелудочная железа; НПЛ — неизвестная первичная локализация; ФХ НП — феохромоцитома надпочечника; АК — аденокарцинома; СКО — серозно-кистозная опухоль; МКО — муцинозно-кистозная опухоль; ВПО — внутрипротоковая опухоль; АПК — анапластическая карцинома; АЦКО — ацинарно-клеточная опухоль; СППО — солидно-псевдопапиллярная опухоль.

Морфологическое исследование включало гистологический и ИГХ-методы. Ткани фиксировали в 10% растворе формалина, затем заливали в парафин по обычной методике. Серийные срезы толщиной 3—5 мкм депарафинировали по стандартной схеме и окрашивали гематоксилином и эозином. Для ИГХ-исследования серийные срезы толщиной 3—5 мкм наносили на предметные стекла с адгезивным покрытием, ИГХ-реакцию проводили с использованием автоматических систем Ventana Benech Ultra («Roche») или BondMAX («Leica») по стандартным протоколам, а в отдельных случаях (как правило, при малом объеме материала в диагностических биопсиях) — ручным методом. Для ИГХ-исследования применяли антитела к PDX-1 (клон EP-139, кроличьи моноклональные, фирма «Epitomics», США, разведение 1:100).

Результаты

В 1-й группе было исследовано 384 НЭО различной локализации (см. таблицу).

НЭО ПЖ. PDX-1-позитивными были 75,1% (130/173) НЭО ПЖ, однако установили, что по экспрессии этого фактора разные гормональные подтипы этих опухолей существенно отличались. Так, PDX-1-позитивными были все 100% исследованных инсулином (50/50) (рис. 1, б), гастрином (11/11), соматостатином (3/3) (см. рис. 1, д) и АКТГ-продуцирующих опухолей (2/2). Из клинически НФ НЭО ПЖ PDX-1-позитивными были все 100% «пипом» (19/19), 76,1% (35/46) опухолей без выявленного гормонального продукта (см. рис. 1, е), 50% (2/4) «кальцитонином» и только 21,1% (8/38) НФ «глюкагоном» (см. рис. 1, г). В инсулиномах экспрессия PDX-1 чаще всего была ядерно-цитоплазматическая (см. рис. 1, б), а в остальных типах НЭО ПЖ она чаще локализовалась в ядрах опухолевых клеток (см. рис. 1, д, е). PDX-1-позитивные НФ «глюкагономы» чаще всего содержали пропорцию клеток, продуцирующих панкреатический полипептид (10—30%). В окружающей неопухолевой ткани ПЖ ядерно-цитоплазматическая экспрессия PDX-1 наблюдалась в типичных эндокринных островках, содержащих преимущественно инсулинпродуцирующие клетки, аналогично той, которую наблюдали в инсулиномах (см. рис. 1, а), но экспрессия этого фактора отсутствовала как в «глюкагономах», так и в эндокринных островках и микроаденомах, образованных глюкагонпродуцирующими А-клетками (см. рис. 1, в, г). В протоковых и центроацинарных клетках ПЖ экспрессия PDX-1 имела ядерную локализацию (см. рис. 1, а, в), а в клетках ацинарной паренхимы (ацинарных дольках) вообще не выявлялась (см. рис. 1, в).

Рис. 1. Экспрессия PDX-1 в нейроэндокринных опухолях. а — нормальная поджелудочная железа; б — инсулинома; в — А-клеточная глюкагонпродуцирующая микроаденома (негативная реакция); г — нефункционирующая «глюкагонома» (негативная реакция); д — соматостатинома; е — нефункционирующая НЭО; ж — карциноид желудка (негативная реакция); з — карциноид желудка; и — нейроэндокринная мелкоклеточная карцинома; к — НЭО двенадцатиперстной кишки; л — карциноид тонкой кишки (негативная реакция); м — карциноид прямой кишки; Окончание рис. 1. см. на след. странице.

Рис. 1. (окончание) Экспрессия PDX-1 в нейроэндокринных опухолях. а — нормальная поджелудочная железа; б — инсулинома; в — А-клеточная глюкагонпродуцирующая микроаденома (негативная реакция); г — нефункционирующая «глюкагонома» (негативная реакция); д — соматостатинома; е — нефункционирующая НЭО; ж — карциноид желудка (негативная реакция); з — карциноид желудка; и — нейроэндокринная мелкоклеточная карцинома; к — НЭО двенадцатиперстной кишки; л — карциноид тонкой кишки (негативная реакция); м — карциноид прямой кишки; Окончание рис. 1. см. на след. странице.

НЭО/карциноиды желудка. Экспрессия PDX-1 была выявлена в 37% НЭО желудка (17/46), в том числе в 32,4% (11/34) высокодифференцированных (ВД) НЭО/карциноидов Grade1 и Grade 2 (см. рис. 1, з) и в 50% (6/12) мелко- и крупноклеточных низкодифференцированных НЭК (см. рис. 1, и). PDX-1-позитивными были 27,8% карциноидов тела желудка (5/18) (см. рис. 1, ж), а PDX-1-негативными — оба карциноида антрального отдела. Для остальных карциноидов желудка при анализе клинических данных их точную локализацию определить не удалось (не была указана). В окружающей слизистой оболочке желудка часто, особенно в зонах кишечной метаплазии, наблюдалась ядерная экспрессия PDX-1 (см. рис. 1, ж, з), значение которой требует отдельного исследования.

НЭО/карциноиды кишечника. Выявлено, что экспрессия PDX-1 в НЭО кишечника зависела от их локализации. PDX-1-позитивными были все 100% исследованных НЭО двенадцатиперстной кишки (18/18) (см. рис. 1, к) и 90% (9/10) карциноидов прямой кишки (см. рис. 1, м). Экспрессия PDX-1 была также характерна для 30,8% (4/13) карциноидов толстой кишки, при этом PDX-1-позитивными были 50% (4/8) карциноидов слепой кишки и аппендикса, а все карциноиды ободочной и сигмовидной кишки были PDX-1-негативными (0/5). PDX-1-негативными были также все исследованные карциноиды подвздошной и тощей кишки (0/24) (см. рис. 1, л).

НЭО/карциноиды легких и средостения. Экспрессия PDX-1 выявлена в 37,5% (3/8) карциноидов тимуса/средостения, а все НЭО бронхолегочной локализации (0/40, из них 19 типичных и атипичных карциноидов, 21 МК и КК НЭК) были PDX-1-негативными (см. рис. 1, о).

НЭО/НЭК редких локализаций. PDX-1-позитивными были 4 (66,7%) из 6 карциноидов почек (см. рис. 1, н), а все остальные НЭО редких локализаций были PDX-1-негативными: 14 нейроэндокринных карцином кожи из клеток Меркеля, 3 НЭО молочной железы, 2 НЭК трахеи (МК- и КК-варианты), 2 карциноида гортани и полости носа и 1 МК НЭК мочевого пузыря.

Метастазы НЭО НПЛ. Экспрессия PDX-1 выявлена в клетках 37,5% (9/24) метастазов в печени (см. рис. 1, п) или лимфатических узлах НЭО НПЛ.

2-я группа. Во всех 16 опухолях этой группы (6 МРЩЖ, 4 ФХНП, 6 параганглиом) экспрессия PDX-1 отсутствовала (см. таблицу).

3-я группа. Это группа опухолей по существу представляла собой группу сравнения и состояла из не-НЭО разных типов и различной локализации (см. таблицу).

Опухоли ПЖ. PDX-1-позитивными были 87,1% (27/31) опухолей ПЖ протокового происхождения, из которых 81,8% (18/22) АК ПЖ (рис. 2, в)

Рис. 2. Экспрессия PDX-1 в ненейроэндокринных опухолях. а — ацинарно-клеточная опухоль поджелудочной железы; б — внутрипротоковая опухоль поджелудочной железы; в — аденокарцинома поджелудочной железы; г — высокодифференцированная аденокарцинома желудка; е — перстневидно-клеточный рак желудка; ж — высокодифференцированная аденокарцинома толстой кишки; и — высокодифференцированная аденокарцинома прямой кишки; д — умеренно дифференцированная аденокарцинома желудка; з — умеренно дифференцированная аденокарцинома толстой кишки (з). Иммуногистохимическая реакция — а—г, е, ×125; д, ж, з, и, ×250.
и по 100% СКО, МКО, ВПМКО (см. рис. 2, б) (4/4, 3/3, 2/2 соответственно), а также все АЦКО (3/3) (см. рис. 2, а). PDX-1-негативными были все (0/2) АПК и СППО (0/20).

Опухоли желудочно-кишечного тракта. PDX-1-позитивными были 69,2% (18/26) раков желудка, в том числе 57,1% (8/14) АК (см. рис. 2, г, д), но 83,3% (10/12) перстневидно-клеточных раков (см. рис. 2, е), 52,9% (9/17) АК кишечника (см. рис. 2, ж, з), в том числе 50% (2/4) АК прямой кишки (см. рис. 2, и).

Опухоли других локализаций. PDX-1-позитивным был рак мочевого пузыря (1/1), а PDX-1-негативными — все исследованные раки легкого (0/11), почек (0/4), молочной железы (0/3) и надпочечников (адренокортикальные раки) (0/2).

Обсуждение

Существует вполне логичная теория, что все новообразования вообще и нейроэндокринные в частности возникают из клеток, которые в процессе пролиферации повторяют разные этапы эмбриональной дифференцировки полипотентных клеток. PDX-1 является важным регулятором дифференцировки эндокринной и экзокринной ткани ПЖ, а также маркером стволовых или полипотентных эпителиальных клеток-предшественниц этого органа [2]. Экспрессия PDX-1 в небольшой популяции клеток эмбриональной ПЖ человека выявляется уже на 26-й день после оплодотворения, а на 41-й день во всех эпителиальных клетках [5, 7, 8]. На поздних этапах эмбриогенеза ПЖ экспрессия PDX-1 определяется в инсулин-соматостатин- и панкреатический полипептидпродуцирующих клетках островков Лангерганса, а также в центроацинарных и протоковых клетках. Эти клетки у взрослых организмов выполняют роль резервного пула полипотентных клеток ПЖ, способных к разнонаправленной дифференцировке. Выбор направления дальнейшей дифференцировки полипотентных клеток ПЖ находится под контролем сразу нескольких регуляторных факторов, а определяющим является соотношение между уровнями экспрессии в клетках продуктов генов PDX-1 и PTF1α (фактор транскрипции ПЖ-1α). В результате дифференцированные и специализированные клетки экзокринной паренхимы ПЖ экспрессируют только PTF1α, а большая часть дифференцированных эндокринных клеток — только PDX-1 [9—11]. В процессе дифференцировки эндокринных клеток ПЖ, кроме PDX-1, участвуют и другие регуляторные гены — Ngn3, HNF1β, FOXA2, Isl-1, NKX6−1, NESP-55, NEUROD1 и др. [12, 13].

В норме в ткани ПЖ экспрессия PDX-1 наблюдается в эндокринных клетках островков, центроацинарных и протоковых клетках, но отсутствует в ацинарных клетках, что полностью подтверждается и результатами, полученными в нашем исследовании. В большинстве типов островковых клеток ПЖ наблюдали ядерно-цитоплазматическую экспрессию PDX-1. По нашим данным, из спектра НЭО ПЖ PDX-1-позитивными были все инсулиномы, соматостатиномы, гастриномы и «пипомы», а из НФ НЭО PDX-1 экспрессировали 50% «кальцитонином». Очень важным практическим и фундаментальным выводом нашего исследования является то, что только 21% «глюкагоном», а также моногормональные А-клеточные (глюкагонпродуцирующие) островки и микроаденомы имели PDX-1-негативный иммунофенотип (см. таблицу, рис. 1, в, г). Похожие результаты получены в исследовании G. Hermann и соавт. [14]. По их данным, PDX-1-позитивными были 90% инсулином, 94,4% гастрином, только 33,3% (3/9) соматостатином, а все «глюкагономы» были PDX-1-негативными. По данным, которые приводят E. Chan и соавт. [13], PDX-1 является очень специфичным маркером НЭО ПЖ с высокой диагностической ценностью: его экспрессия наблюдалась в 72% НЭО ПЖ (по нашим данным, 75,1%) и во всех исследованных метастазах в печени НЭО ПЖ и двенадцатиперстной кишки, но только в 4% НЭО ЖКТ. A. Srivastava и J. Hornick. [15] выявили экспрессию PDX-1 только в 33% (11/33) НЭО ПЖ, а M. Yang. и соавт. [16] — лишь в незначительном числе метастазов НЭО ПЖ в печени, из чего авторы делают вывод, что этот маркер нельзя использовать для определения панкреатического происхождения первичных опухолей. Эти выводы противоречат нашим данным и данным ряда авторов, приведенным выше, о высокой специфичности экспрессии PDX-1 для опухолей П.Ж. Мы показали, что PDX-1 выявляется в большинстве типов НЭО ПЖ: инсулиномах, гастриномах, «пипомах» и большинстве НФ НЭО П.Ж. Исключением являются глюкагонпродуцирующие опухоли («глюкагономы») и часть нефункционирующих опухолей других типов. Наши результаты являются важным аргументом в пользу гипотезы, высказанной J. Jensen [5], о различном гистогенезе разных типов эндокринных клеток П.Ж. Автор методом двойного иммунофлюоресцентного окрашивания на 14-й неделе после оплодотворения выявил в ПЖ эмбрионов пул клеток с коэкспрессией в них PDX-1 и инсулина, в то время как коэкспрессию PDX-1 и глюкагона он наблюдал только на ранних стадиях дифференцировки А-клеток. Это позволяет в подавляющем большинстве случаев по метастазам PDX-1-позитивных НЭО предположить их панкреатическое происхождение. В случае выявления PDX-1-негативных метастазов можно дополнить диагностическую панель гормональными маркерами, в частности глюкагоном, что с очень высокой вероятностью позволит подтвердить локализацию первичной опухоли в П.Ж. При этом важно иметь в виду то, что, как подсказывает наш многолетний опыт, большинство клинически не функционирующих НЭО ПЖ являются немыми «глюкагономами». Именно этот факт может объяснить те существенные различия, которые имеются в литературе относительно пропорционального количества PDX-1-позитивных и PDX-1-негативных метастазов НЭО ПЖ, поскольку они получены на гетерогенных по количеству и гормональному статусу когортах опухолей. Известно, что в дифференцировке нейроэндокринных клеток ПЖ активное участие принимает также Isl-1 (инсулинсвязывающий протеин 1), у взрослых организмов его экспрессируют все типы эндокринных клеток П.Ж. Экспрессию Isl-1 раньше считали строго специфичной для высокодифференцированных вариантов НЭО ПЖ и выявляли в 77–82% опухолей этого типа [17], Isl-1-позитивными были все исследованные инсулиномы, «глюкагономы», соматостатиномы и большинство гастрином ПЖ (78%) [14]. Однако в более поздних работах экспрессию Isl-1 обнаружили и в других типах НЭО (карциномах Меркеля) и в опухолях с иным типом дифференцировки — в медуллярных раках щитовидной железы, мелкоклеточных НЭК легких, параганглиомах, феохромоцитомах и нейробластомах надпочечников и в некоторых других [18]. Ранее мы также изучали особенности экспрессии Isl-1 в НЭО ПЖ и выявили ее в 83,3% исследованных опухолей [6]. Учитывая все сказанное, считаем целесообразным включать PDX-1 и Isl-1 в диагностическую панель для определения происхождения метастазов НЭО из ПЖ, а при необходимости добавлять в нее спектр гормонов, что позволит поставить точный диагноз в 90—100% случаев. Следует заметить, что хотя все гастриномы ПЖ и двенадцатиперстной кишки имеют PDX-1-позитивный иммунофенотип, однако метастазы в печень обычно дают опухоли П.Ж. Мы также показали, что карциноиды легких и верхних дыхательных путей, тонкой кишки, карциномы из клеток Меркеля, МРЩЖ, ФХНП, параганглиомы различной локализации, а также и метастазы этих опухолей являются PDX-1-негатитвными, что существенно упрощает диагностический поиск.

Более сложной диагностической задачей является дифференцировка PDX-1-позитивных метастазов НЭО прямой кишки, почек, желудка, аппендикса и толстой кишки. Подавляющее большинство таких опухолей не дают гиперфункционального синдрома, т. е. являются клинически не функционирующими. Однако некоторые из них могут продуцировать определенные гормоны в небольшом, но недостаточном для проявления эндокринного синдрома количестве. Поэтому выявление экспрессии серотонина в клетках PDX-1-позитивных метастазов НЭО свидетельствует в пользу их происхождения из толстой кишки (преимущественно из слепой, аппендикса или прямой кишки), но не из тонкой кишки; выявление экспрессии АКТГ в клетках PDX-1-позитивных метастазов является весомым аргументом в пользу редких локализаций первичной опухоли (в ПЖ, толстой кишке, тимусе или средостении), но не в бронхах или легких, где такие опухоли встречаются чаще всего.

Известно, что разные типы ФТ могут одновременно являться и тканеспецифическими маркерами. Таким фактором, играющим критически важную роль в раннем развитии эндокринных клеток желудочно-кишечного тракта, является CDX2 (homeobox gene product), он участвует в дифференцировке интестинальных клеток в энтероциты, эндокринные клетки, бокаловидные клетки и клетки Панета. В нормальной слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта ядерная экспрессия CDX2 наблюдается в EC-клетках, серотонинпродуцирующих эндокринных клетках, примерно в 10% гастринпродуцирующих и небольшой популяции мотилинпродуцирующих клеток [19]. Карциноиды желудка встречаются достаточно часто, а за последние четыре десятилетия их число возросло в 15 раз [20]. Однако большинство из них являются нефункционирующими высокодифференцированными НЭО/карциноидами Grade 1 и Grade 2, которые редко метастазируют в отдаленные органы, в том числе в печень. Низкодифференцированные варианты — МК НЭК и КК НЭК желудка встречаются значительно реже и часто дают множественные, в том числе отдаленные, метастазы. В подобных случаях тщательное обследование желудка с использованием высокоинформативных современных технологий обычно позволяет обнаружить первичную опухоль. К тому же в PDX-1-позитивных НЭК желудка очень редко наблюдается экспрессия CDX-2 и значительно чаще — экспрессия виллина. Все карциноиды подвздошной кишки и аппендикса являются CDX-2-позитивными, а почти все НЭО ПЖ негативны к этому маркеру. Поэтому анализ экспрессии PDX-1 и CDX-2 в метастазах НЭО позволяет с большой точностью установить их происхождение из разных отделов кишечника. Так, определить анатомическую локализацию PDX-1-позитивных карциноидов прямой кишки по их метастазам удается при выборе правильного алгоритма клинического обследования, а при необходимости и ИГХ-исследования опухоли путем включения в панель, кроме нейроэндокринных, дополнительных маркеров — CDX-2, виллина и цитокератина 19.

При этом важно помнить специфические особенности иммунофенотипа карциноидов прямой кишки: они часто являются PDX-1-позитивными, но в отличие от других НЭО редко экспрессируют хромогранин, А и в отличие от других НЭО ЖКТ (но не ПЖ) редко экспрессируют цитокератин 19. Достаточно сложной диагностической задачей является определение локализации первичной НЭО в толстой кишке по PDX-1-позитивным метастазам без известного первичного очага. Для ее решения также очень важно включать в ИГХ-панель маркеры кишечного типа (CDX-2, виллин и серотонин), а также описанные выше маркеры НЭО ПЖ (гормоны, Isl-1). НЭО (или карциноиды) почек — это очень редкие новообразования, поэтому вероятность выявления их метастазов также очень мала.

Все вышесказанное относится не только к определению происхождения первичной опухоли по метастазам НЭО без известного первичного очага, но в полной мере и к случаям, когда метастазы НЭО выявляются через много лет после хирургического удаления первичной опухоли. В таких случаях диагностический алгоритм должен строиться на параллельном сопоставлении иммунофенотипа первичной опухоли с иммунофенотипом выявленных метастазов. Их совпадение свидетельствует о прогрессировании опухолевого процесса, а при их несовпадении можно говорить о возникновении новой, еще не выявленной опухоли. Это очень важно, поскольку в последние годы пациенты с множественными, синхронными или метахронными опухолями и их метастазами встречаются все чаще.

В соответствии с нашими данными примерно в трети случаев (31,8%) метастазы НЭО НПЛ были PDX-1-позитивными. Для высокодифференцированных вариантов опухолей это позволяет с высокой вероятностью (почти в 100%) исключить их происхождение из тонкой кишки, бронхов, легких, верхних дыхательных путей и молочной железы, а также делает маловероятным их происхождение из желудка, толстой кишки, почек и средостения. Наиболее вероятной локализацией первичной НЭО по PDX-1-позитивным метастазам НПЛ является ПЖ и двенадцатиперстная кишка, менее вероятной — аппендикс, слепая или прямая кишка.

Как показали наши результаты, экспрессия PDX-1 выявлялась не только в определенных типах НЭО, но и в опухолях соответствующих органов иного гистогенетического происхождения. Известно, что клетки рака ПЖ обладают свойствами, аналогичными свойствам стволовых полипотентных клеток протоков, и в них может происходить реактивация ФТ, вовлеченных в тканевую дифференцировку. Мы выявили экспрессию PDX-1 в подавляющем большинстве опухолей ПЖ протокового происхождения — в АК, СКО, МКО и ВПМКО. Эти результаты согласуются с аналогичными данными, полученными и другими авторами. J. Park и соавт. [21] на 250 архивных образцах и микрочипах опухолей ПЖ выявили экспрессию PDX-1 в большинстве АК ПЖ, ВПМКО и МКО, в 87,5% АЦКО, но не в СППО П.Ж. Похожие результаты получены и другими авторами [22]. Анализ выживаемости пациентов с разными формами рака ПЖ показал, что PDX-1 для АК ПЖ является одновременно онкогеном и независимым фактором прогноза [23, 24]. По мнению M. Buettner и соавт. [22] в желудке при хроническом и аутоиммунном гастрите PDX-1 играет роль переключателя эндокринно-экзокринной дифференцировки. Было установлено, что в нормальной слизистой желудка при неатрофическом гастрите экспрессия PDX-1 обычно отсутствует, но выявляется в гастрин-, соматостатин- и серотонинпродуцирующих эндокринных клетках дистального отдела желудка, в слизистой оболочке антрального отдела желудка (в участках кишечной метаплазии), а также в 50% раков желудка, производных из антрального отдела и в 40% из фундального отдела [25]. J. Ma и соавт. [2] выявили экспрессию PDX-1 в слизистой оболочке желудка при хроническом гастрите, но в отличие от данных авторов, приведенных выше, они не обнаружили ее в большинстве раков желудка. Авторами была высказана гипотеза, что в раках желудка PDX-1 выполняет функцию супрессора опухолей. Полученные нами данные не согласуются с этой гипотезой — в нашей выборке большинство АК желудка (57,1%), особенно перстневидно-клеточных раков (83,3%), имели PDX-1-позитивный иммунофенотип. Таким образом, в АК желудка PDX-1 выявлялся существенно чаще, чем в карциноидах Grade 1, 2 (32,4%) и НЭК желудка (50%), что может свидетельствовать о более злокачественном потенциале PDX-1-позитивных опухолей желудка.

О значении экспрессии PDX-1 в раках кишечника в настоящее время известно мало. N. Ballian и соавт. [26] с помощью RT-PCR, Western blotting и ИГХ-методов показали, что экспрессия PDX-1 отсутствует в нормальной слизистой оболочке толстой кишки, максимальный уровень экспрессии этого фактора выявляли в метастазах рака толстой кишки, а минимальный — в первичных опухолях. По мнению этих авторов, PDX-1 может служить биомаркером колоректального рака. Наши результаты показывают, что экспрессия PDX-1 наблюдалась в 53,8% колоректальных раков и только в 30,8% НЭО данной локализации. Эти результаты могут служить основанием для гипотезы о том, что PDX-1-позитивные опухоли толстой кишки обладают более выраженным злокачественным потенциалом, чем PDX-1-негативные, или эти особенности иммунофенотипа отражают только их определенное топографическое происхождение. Обе они требуют подтверждения (или опровержения) на репрезентативном клиническом материале. О значении экспрессии PDX-1 в опухолях других типов имеются лишь немногочисленные данные. Полученные нами результаты по изучению экспрессии PDX-1 в эпителиальных и неэпителиальных опухолях разных органов имеют большое значение для определения происхождения метастазов не только НЭО, но других типов опухолей.

В настоящее время целенаправленная терапия злокачественных опухолей четко адаптирована к их типу и локализации. Поэтому определение происхождения метастазов НЭО без известного первичного очага становится все более важной и актуальной задачей. Постановка морфологического диагноза высокодифференцированных и низкодифференцированных НЭО ПЖ и других органов на небольшом материале диагностической биопсии из метастатического очага без известной первичной локализации часто связана с большими сложностями. Для решения этой задачи необходимо использовать самый современный алгоритм ИГХ-исследования, который обычно позволяет не только подтвердить тип дифференцировки метастазов, но и определить локализацию первичной опухоли. Это имеет большое значение для определения объема оперативного вмешательства и для выбора оптимальной схемы терапии в неоперабельных случаях. Гиперэкспрессию PDX-1 в клетках разных опухолей в перспективе можно будет использовать как потенциальную терапевтическую мишень для терапии. В эксперименте на мышиных моделях рака ПЖ, инсулином и других нейроэндокринных опухолей получены данные, которые свидетельствуют о том, что терапия с использованием PDX-1-RNAi способна контролировать и гормональные симптомы, и темпы опухолевого роста [27]. G. Zhou и соавт. [28] показали, что в качестве негативных регуляторов экспрессии PDX-1 могут служить рецепторы к соматостатину 5-го типа, которые обладают функциями эндогенных ингибирующих регуляторов секреторных и пролиферативных сигналов в клетках и одновременно используются как специфические мишени оптимальной терапии при лечении распространенных НЭО.

Заключение

Таким образом, очевидно, что экспрессия фактора трансформации PDX-1 имеет ткане- и органоспецифический характер. Экспрессия этого ФТ чаще всего наблюдается в нейроэндокринных и не-нейроэндокринных опухолях пищеварительного тракта — поджелудочной железы, желудка и толстой кишки. Среди нейроэндокринных опухолей пищеварительного тракта исключением являются глюкагономы поджелудочной железы (большинство из них PDX-1-негативные) и карциноиды тонкой кишки, которые все являются PDX-1-негативными. Из нейроэндокринных опухолей, происходящих не из органов пищеварительного тракта, исключением являются только карциноиды почек, в большинстве из которых выявляется экспрессия PDX-1. Все нейроэндокринные опухоли верхних дыхательных путей, легких и бронхов, молочной железы, карциномы кожи из клеток Меркеля имеют PDX-1-негативный иммунофенотип. PDX-1-негативный иммунофенотип имеют также параганглиомы вненадпочечниковой локализации, феохромоцитомы надпочечников и медуллярные раки щитовидной железы. Из исследованных метастазов НЭО неизвестной первичной локализации 37,5% имели PDX-1-позитивный иммунофенотип, следовательно, локализацию первичных опухолей с очень высокой степенью вероятности следует искать в органах желудочно-кишечного тракта, и в первую очередь в поджелудочной железе, желудке, слепой кишке, аппендиксе или прямой кишке; наименее вероятной может быть локализация в тимусе и почке ввиду редкости этих типов опухолей. PDX-1-негативный иммунофенотип метастазов характеризует первичные опухоли верхних дыхательных путей, трахеи, бронхов и легких, тонкого и толстого кишечника (кроме аппендикса, слепой и прямой кишки), кожи, молочной железы. Можно рекомендовать PDX-1 для включения в дифференциально-диагностическую панель, в том числе предназначенную для определения локализации первичных опухолей по метастазам опухолей без известного первичного очага. В перспективе можно прогнозировать использование фактора трансформации PDX-1 в качестве целевой мишени для разработки эффективных узконаправленных препаратов нового поколения для терапии разных типов злокачественных опухолей.

Работа выполнена частично при поддержке гранта РФФИ 18−015−00147.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Л.Е.Г.

Сбор и обработка материала — Л.Е.Г., А.Е.П., В.Е.А.

Написание текста — Л.Е.Г., В.Е.А., П.А.К.

Редактирование — Л.Е.Г., И.А.В., О.В.Д.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.

Сведения об авторах

Гуревич Л.Е. — https://orcid.org/0000-0002-9731-3649, e-mail: larisgur@mail.ru;

Прощина А.Е. — https://orcid.org/0000-0002-0515-8275;

Воронкова И.А. — https://orcid.org/0000-0001-6687-3240;

Ашевская В.Е. — e-mail: v9162881411@yandex.ru;

Коростелева П.А. — e-mail: polina.lopatieva@gmail.com;

Должанский О.В. — e-mail: oleg_dolzshanski@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-1437-764

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Гуревич Л.Е., Прощина А.Е., Воронкова И.А., Ашевская В.Е., Коростелева П.А., Должанский О.В. Дифференциально-диагностическое значение экспрессии транскрипционного фактора PDX-1 в нейроэндокринных и ненейроэндокринных опухолях поджелудочной железы и других органов. Архив патологии. 2019;81(5):11-21. https://doi.org/10.17116/patol20198105111

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