Османов Ю.И.

Кафедра патологической анатомии Первого Московского медицинского университета им. И.М. Сеченова, Москва, Россия; отделение патологической анатомии Научного клинического центра ОАО РЖД, Москва, Россия

Гаибов Ж.А.

отделение патологической анатомии Научного клинического центра ОАО РЖД, Москва, Россия

Коган Е.А.

Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова, Москва

Раденска-Лоповок С.Г.

ФГБУ "Научно-исследовательский институт ревматологии им. В.А. Насоновой" РАМН, Москва

Турсунов Х.З.

кафедра патологической анатомии Ташкентской медицинской академии,Ташкент, Республика Узбекистан

Морфологическая и иммуногистохимическая характеристика молекулярных подтипов уротелиальных карцином

Журнал: Архив патологии. 2019;81(5): 35-44

Просмотров : 282

Загрузок : 7

Как цитировать

Османов Ю. И., Гаибов Ж. А., Коган Е. А., Раденска-Лоповок С. Г., Турсунов Х. З. Морфологическая и иммуногистохимическая характеристика молекулярных подтипов уротелиальных карцином. Архив патологии. 2019;81(5):35-44.
Osmanov Yu I, Gaibov Zh A, Kogan E A, Radenska-Lopovok S G, Tursunov Kh Z. Morphological and immunohistochemical characteristics of the molecular subtypes of urothelial carcinomas. Arkhiv Patologii. 2019;81(5):35-44.
https://doi.org/10.17116/patol20198105135

Авторы:

Османов Ю.И.

Кафедра патологической анатомии Первого Московского медицинского университета им. И.М. Сеченова, Москва, Россия; отделение патологической анатомии Научного клинического центра ОАО РЖД, Москва, Россия

Все авторы (5)

Молекулярно-генетические исследования в диагностике уротелиальной карциномы (УК) органов мочевыделительной системы (МВС) свидетельствуют о том, что эти опухоли объединяют множество молекулярно-гетерогенных вариантов с различными лечебными эффектами и прогностическими результатами. Так, впервые D. Lindgren и соавт. (2012) установили, что мышечно-инвазивная УК (МИУК) с фенотипом плоскоклеточного рака клинически имеет более агрессивное течение. В своих исследованиях D. Lindgren и соавт. (2012) и W. Choi и соавт. (2014) верифицировали эту опухоль как УК базального фенотипа, которая характеризовалась р63-активизацией, экспрессией СК5/6, EGFR и CD44, агрессивным клиническим течением, но являлась чувствительной к неоадъювантной химиотерапии (НХТ). Другую группу УК с мутацией FGFR3 идентифицировали как люминальный фенотип. Наряду с этим был установлен р53-подобный фенотип, устойчивый к НХТ [1, 2].

В последнее время имеется множество данных по поиску и анализу молекулярно-генетических маркеров УК МВС. В первую очередь это связано с быстрым развитием методов, позволяющих обнаружить функциональные и структурные генетические изменения в УК. К наиболее современным методам в диагностике УК относят выявление дифференциально-экспрессирующихся м-РНК. Установлено, что м-РНК участвуют в канцерогенезе в качестве онкогенных или онкосупрессивных молекул и их экспрессия служит важным показателем для определения заболевания, а также для его прогнозирования. В настоящее время известны наборы, выявляющие дифференциально значимую для молекулярной диагностики различных гистологических вариантов УК экспрессию м-РНК [3, 4]. В связи с этим на сегодняшний день существует 4 основные классификации, определяющие молекулярные типы непрогрессирующих и прогрессирующих УК МВС:

1) классификация Университета Северной Каролины, США (UNC) — МИУК люминального и базального подтипов;

2) классификация Онкологического центра им. М.Д. Андерсона, США (MDA) — МИУК люминального, ТР53-подобного и базального подтипов;

3) классификация Лундского университета, Швеция (Lund) — мышечно-неинвазивные (МНУК) и МИУК уробазального А/В, геномно-нестабильного, эпителиально-инфильтративного, мезенхимально-инфильтративного, плоскоклеточного и мелкоклеточного/нейроэндокринного подтипов;

4) классификация Атласа ракового генома, США (TCGA) — МИУКI, II, III и IV кластеры [5—7].

Следует отметить, что молекулярные подтипы УК в каждой классификационной схеме имеют характерные иммуногистохимические (ИГХ) особенности. Вместе с тем результаты проведенных исследований нередко демонстрируют несоответствие геномного профиля УК ее иммунофенотипу, что усложняет ИГХ-верификацию молекулярных подтипов [8, 9]. Вследствие этого в 2017 г. группа ученых TCGA на основании исследования всего генома и молекулярного профилирования разработали и опубликовали альтернативную консенсусную классификацию УК МВС с наиболее широким ИГХ-профилем для каждого молекулярного подтипа. В последней классификации TCGA поверхностные УК подразделены на три различные геномные группы (I, II и III классы), а МИУК — на люминально-папиллярный (ЛП), люминально-инфильтративный (ЛИ), люминальный (ЛМ), базально-плоскоклеточный (БП) и нейрональный (НР) подтипы с индивидуальной тактикой лечения (рис. 1)

Рис. 1. Схема пропорционального распределения и перекрытия молекулярных подтипов УК в классификационных системах. Стрелки — методы лечения для каждого молекулярного подтипа МИУК по классификации TCGA [12, 22]. УроА — уробазальный А; ГН — геномно-нестабильный; ЭИ — эпителиально-инфильтративный; МИ — мезенхимально-инфильтративный; ПРП — плоскоклеточный рак-подобный; УроВ — уробазальный В; М/Н — мелкоклеточный/нейроэндокринный; ЛП — люминально-папиллярный; ЛМ — люминальный; ЛИ — люминально-инфильтративный; БП — базально-плоскоклеточный; НР — нейрональный; НХТ — неоадъювантная химиотерапия; ИКТИ — ингибиторы контрольных точек иммунного ответа; МТТ — молекулярная таргетная терапия.
[10, 11].

Цель исследования — сравнительная морфологическая и иммунофенотипическая характеристика молекулярных подтипов УК МВС.

Материал и методы

Клинические данные. Объектом исследования послужили архивные биологические и текущие биопсийные материалы от 196 больных (127 мужчин и 69 женщин) в возрасте от 33 до 89 лет (средний возраст 66,2 года), проходивших хирургическое лечение в Урологической клинике ПМГМУ им. И.М. Сеченова и Урологическом центре научного клинического центра (НКЦ) ОАО РЖД по поводу уротелиального рака почечной лоханки и мочевого пузыря в период с 2010 по 2017 г.

Гистологическое исследование. Все новообразования распределялись по соответствующим группам на основании последней гистологической классификации опухолей мочевыделительной системы с изменениями (ВОЗ, 2016). Уровень инвазии (рТа-4) определяли согласно протоколу 7-го издания TNM-классификации опухолей мочевыделительной системы [12—15].

ИГХ-исследование. Серийные срезы толщиной 5 мкм депарафинировали и регидратировали по стандартной методике. Для «демаскировки» антигенов срезы подвергали высокотемпературной обработке в цитратном буфере и инкубировали 5 мин с 3% Н2О2 (для каждого антитела в соответствии с рекомендуемым протоколом). Список использованных антител приводится в табл. 1.

Таблица 1. Панель использованных в исследовании антител
Для оценки количества экспрессирующих при ИГХ-реакции клеток подсчитывали число антиген-положительных клеток в 10 полях зрения микроскопа (×400), затем определяли уровень экспрессии маркера по формуле: степень экспрессии маркера = число антиген-положительных клеток (в 10 полях зрения микроскопа). 100/1000 опухолевых клеток. ИГХ-реакцию оценивали как негативную — 0 (менее 0,1% окрашенных клеток), слабопозитивную — 1 (10% и менее окрашенных клеток), умеренно-позитивную — 2 (11—49% окрашенных клеток), сильнопозитивную — 3 (50—89% окрашенных клеток) и выраженно-позитивную — 4 (90% и более окрашенных клеток) по J. Rajcani и соавт. [16].

Результаты

Поверхностные папиллярные УК (ППУК) выявлены в 65 (35%) случаях (42 мужчины и 23 женщины). Преобладали неинвазивные папиллярные уротелиальные карциномы (НПУК, n=49). Из них в 37 (19%) наблюдениях опухолевые клетки имели низкую степень анаплазии, а в 12 (6%) случаях неинвазивный рак соответствовал высокой степени анаплазии. У остальных 19 (10%) пациентов обнаружена УК в стадии рТ1. Из них в 14 случаях морфология опухоли соответствовала классической инвазивной УК, а в 3 опухолях отмечался инвертированный характер роста. По 1 случаю в опухолевой ткани визуализировались очаги парадоксальной дифференцировки и тубулярные структуры.

При ИГХ-исследовании в 36 наблюдениях выявлена сильнопозитивная коэкспрессия маркерных антигенов люминального фенотипа (СК18, СК20 и уроплакин III). Из них в 24 случаях обнаружена сильнопозитивная экспрессия циклинов ранней фазы (G1) клеточного цикла (циклины D1 и E1). По иммунофенотипическим показателям, согласно классификации TCGA (2017 г.), все 24 опухоли были включены в I молекулярный класс. В остальных 12 наблюдениях выявлена сильнопозитивная коэкспрессия на циклины поздних фаз (S и M) клеточного цикла — циклины A и B. Кроме того, эти опухоли в умеренно-позитивном диапазоне реагировали на ИГХ-маркеры эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП): виментин, ZEB-2 и соответствовали II молекулярному классу.

В III молекулярный класс вошло 32 случая с сильнопозитивной коэкспрессией специфических антител базальных клеток: СК5/6, СК14, CD44 (табл. 2, рис. 2)

Рис. 2. Иммуногистохимическая характеристика I, II и III молекулярных классов по классификации TCGA.
[17—19].

Таким образом, из 24 ППУК, составляющих I молекулярный класс, 22 (92%) опухоли соответствовали стадии рТа. Из них в 16 (67%) случаях опухолевая ткань состояла из клеток низкой степени анаплазии, а в 6 (25%) наблюдениях в клетках визуализировались признаки высокой степени анаплазии.

Из 12 ППУК, вошедших во II молекулярный класс, морфология 11 (92%) новообразований соответствовала МНУК (рТ1). Из них в 9 (76%) наблюдениях верифицирована МНУК классического строения и по 1 (8%) случаю МНУК с парадоксальной дифференциацией и инвертированным характером роста соответственно. Только в 1 (8%) случае обнаружена НПУК (рТа).

Из 32 ППУК, составляющих III молекулярный класс, 26 (81%) опухолей соответствовали стадии рТа. Из них 21 (66%) и 5 (16%) новообразований имели гистологическую структуру НПУК НС и ВС соответственно. Из 6 (19%) МНУК (рТ1) в 4 наблюдениях выявлена МНУК классического строения, а в 2 — МНУК с инвертированным характером роста (табл. 3).

Наряду с этим в отличие от предыдущих молекулярных классов в III классе преобладали пациенты женского пола (n=18; 56%). Соотношение общего числа мужчин и женщин в группе МНУК составило 1,83.

МИУК выявлены в 131 (65%) случае (85 мужчин и 46 женщин). Из них 64 новообразования соответствовали стадии рТ2. МИУК классического строения выявлена в 35 (27%) случаях. В 5 МИУК выявлены морфологические признаки плоскоклеточной, а в 2 — железистой метаплазии. Микропапиллярный, микролюминальный и светлоклеточный варианты МИУК обнаружены в 12 случаях (по 4 соответственно). По 2 случая имели место при МИУК с парадоксальной, плазмоцитоидной и перстневидно-клеточной дифференцировкой, а также МИУК с тубулярным компонентом соответственно. В 1 наблюдении МИУК имела инвертированный характер роста, а 3 случаях — псевдосаркоматозную строму.

Глубина инвазии в 54 опухолях соответствовала стадии рТ3. Среди них также преобладали МИУК классического строения и с плоскоклеточной метаплазией (15 и 13 наблюдений соответственно). В 6 МИУК в экстрацеллюлярном матриксе визуализировались псевдосаркоматозные микроареалы. По 3 случая МИУК верифицированы лимфоэпителиомоподобного и липоидного вариантов, а также МИУК с плазмоцитоидной и перстневидно-клеточной дифференцировкой соответственно. В 4 наблюдениях выявлена низкодифференцированная МИУК. В 2 случаях обнаружены светлоклеточная МИУК и МИУК с железистой метаплазией, по 1 случаю – микролюминальный и саркоматоидный варианты МИУК, а также МИУК с тубулярным компонентом соответственно.

У 3 из 10 пациентов с микропапиллярной МИУК выявлена стадия рТ4. По 1 случаю диагностированы лимфоэпителиомоподобная липоидная низкодифференцированная саркоматоидная МИУК, а также МИУК с плоскоклеточной метаплазией, псевдосаркоматозной стромой и канцеризацией собирательных канальцев.

При ИГХ-исследовании в 95 (74%) МИУК выявлена сильно- и выраженно-позитивная коэкспрессия маркерных антигенов люминального фенотипа: CK20, GATA-3 и FOXA-1. В 57 (44%) случаях микроскопически опухоль была представлена сосочковыми выростами с гнездовидным, псевдоальвеолярным, трабекулярным, солитарно-диффузным характером роста в зонах инвазии. В соответствии с классификацией TCGA (2017) все опухоли папиллярного строения с люминальным фенотипом вошли в ЛП-молекулярный подтип [20]. В опухолях с ЛП-фенотипом в сильнопозитивном диапазоне в 25 наблюдениях также выявлена экспрессия E-Cadherin, в 19 случаях — SNX31, в 12 новообразованиях — Cyclin D1, в 9 — Rb1, а в 4 — р16. Кроме того, в 16 случаях обнаружена выраженно-позитивная экспрессия E-Cadherin. Полученные результаты демонстрируют, что для ЛП-опухолей наиболее характерна умеренно-позитивная коэкспрессия Cyklin D1, уроплакина II, SNX31, р16, Rb1 и Р-Cadherin.

По данным исследователей TCGA, опухоли с ЛИ-фенотипом отличаются интенсивной экспрессией белков ЭМП [21]. В нашем исследовании в 24 (19%) МИУК с люминальным иммунофенотипом выявлена позитивная реакция на ZEB-2 и виментин. В 20 и 11 случаях обнаружена сильнопозитивная коэкспрессия ZEB-2 и виментина соответственно. В то же время экспрессия ZEB-2 и виментина в умеренно-позитивном диапазоне наблюдалась в 4 и 2 новообразованиях соответственно. В 14 случаях с фенотипом ЛИ обнаружена сильнопозитивная экспрессия P-Cadherin.

Люминальные МИУК с преобладанием в опухолевой популяции кластеров с иммунофенотипом «зонтичных» клеток отнесены в ЛМ-молекулярный подтип. Опухоли ЛМ-подтипа характеризуются интенсивной экспрессией уроплакинов I и II, а также SNX31 [10]. В нашем исследовании ЛМ-подтип составили 14 (11%) новообразований. Во всех случаях выявлена сильнопозитивная коэкспрессия уроплакина II и SNX31. Экспрессия уроплакина III во всех опухолях наблюдалась в умеренно-позитивном диапазоне. В 4 случаях обращала на себя внимание умеренно-позитивная коэкспрессия Е- и Р-Cadherin.

В 31 (24%) новообразовании обнаружена выраженная коэкспрессия антител базального фенотипа: СК5/6, CK14 и CD44. Все эти случаи составили БП-молекулярный подтип [22]. Из остальных использованных в исследовании ИГХ-маркеров в сильнопозитивном диапазоне экспрессия Р-Cadherin и GATA-3 выявлена в 25 и 6 случаях соответственно. В 6 наблюдениях визуализировалась выраженно-позитивная реакция на Р-Cadherin.

В 2 (2%) наблюдениях обнаружена сильнопозитивная экспрессия ИГХ-маркеров нейроэндокринной дифференцировки, а именно хромогранина и TUBB2B. Оба случая вошли в состав НР-молекулярной группы [23]. Эти опухоли также отличались сильнопозитивной экспрессией Р-Cadherin. В обоих случаях из остальных использованных в исследовании ИГХ-маркеров выявлена лишь коэкспрессия CK5/6 и CD44 в умеренно-позитивном диапазоне (табл. 4;

Таблица 4. Экспрессия исследуемых маркеров в молекулярных подтипах МИУК Примечание. В числителе — интенсивность экспрессии, в знаменателе — число случаев.
рис. 3, 4).
Рис. 4. Соотношение молекулярных подтипов МИУК по классификации TCGA.
Рис. 3. Иммуногистохимическая характеристика молекулярных подтипов МИУК по классификации TCGA.

Таким образом, из 57 МИУК, составляющих ЛП-молекулярный подтип, 44 (77%) опухоли соответствовали стадии рТ2, а 13 (23%) новообразований — стадии рТ3. Из них в 35 (60%) наблюдениях верифицирована МИУК классического строения, по 4 случая МИУК cоответственно микролюминального, микропапиллярного и светлоклеточного вариантов. В 3 (5%) опухолях диагностирована МИУК с псевдосаркоматозной стромой и по 2 (4%) случая МИУК с парадоксальной дифференциацией, железистой метаплазией и тубулярным компонентом. В 1 (2%) наблюдении выявлена МИУК с инвертированным характером роста.

Из 24 МИУК с ЛИ-фенотипом в 16 (67%) случаях глубина инвазии опухоли соответствовала стадии рТ3. В 6 (25%) случаях обнаружена стадия рТ4, в 2 (8%) — рТ2. Из них в 8 (33%) наблюдениях верифицирована МИУК с псевдосаркоматозной стромой, по 4 случая лимфоэпителиомоподобного и липоидного вариантов МИУК. В 5 (21%) опухолях обнаружены морфологические признаки МИУК с плазмоцитоидной и перстневидно-клеточной дифференциацией. В 3 (12%) случаях диагностирована микропапиллярная УК.

Из 14 МИУК, вошедших в ЛМ-молекулярный подтип, в 9 (64%) опухолях выявлена стадия рТ2. В 5 (36%) МИУК глубина инвазии соответствовала стадии рТ3. Из них в 6 (43%) наблюдениях обнаружена МИУК с пседосаркоматозной стромой. В 3 (21%) случаях опухоль имела гистологическое строение МИУК с парадоксальной дифференциацией, в 2 (14%) наблюдениях — МИУК с железистой метаплазией. В 1 (8%) МИУК визуализировались микролюминальные структуры.

Из 31 МИУК, составляющих БП-молекулярный подтип, 19 (61%) опухолей соответствовали стадии рТ3. В 9 (29%) случаях обнаружена стадия рТ2, в 3 (10%) — рТ4. Из них в 19 (62%) наблюдениях верифицирована МИУК с плоскоклеточной метаплазией, в 4 (13%) опухолях — низкодифференцированная МИУК. В 3 (10%) новообразованиях диагностирована МИУК с псевдосаркоматозной стромой, в 2 (6%) — МИУК классического строения. Саркоматоидный вариант МИУК и МИУК с тубулярным компонентом, а также МИУК с канцеризацией собирательных канальцев выявлены по 1 (3%) случаю. Как и III молекулярный класс МНУК, БП-молекулярный подтип также преобладал у больных женского пола (n=22; 71%), соотношение общего числа мужчин и женщин в группе МИУК составило 1,85.

Из 2 МИУК, составляющих НР-молекулярный подтип, в 1 случае глубина инвазии соответствовала стадии рТ4, а в другом — рТ3. Из них 1 опухоль имела гистологическое строение саркоматоидного варианта МИУК, а другая на светооптическом уровне была представлена разрастаниями плеоморфных клеток с большим количеством митозов и верифицирована как низкодифференцированный вариант (табл. 5).

Заключение

Среди ППУК I и III молекулярные классы в основном составляют НПУК. Большинство опухолей в стадии рТ1 соответствуют II молекулярному классу. В группе МИУК новообразования с люминальным фенотипом преобладают над опухолями базального и нейронального фенотипов. В подавляющем большинстве случаев (74%) молекулярный профиль опухолей соответствовал люминальному фенотипу. ЛП-молекулярный подтип МИУК в преобладающем большинстве случаев характеризуется ограниченной инвазией в мышечный слой (стадия рТ2 — 69% случаев). УК МВС с базальным фенотипом наиболее часто встречается у лиц женского пола. В нашем исследовании, несмотря на численное преобладание мужчин над женщинами (1,84 раза), в обеих группах среди опухолей базального фенотипа (III молекулярный класс и БП-молекулярный подтип соответственно) преобладали пациенты женского пола. Иммунопрофиль молекулярных подтипов МИУК имеет ряд особенностей. Выявлено, что для ЛП-молекулярного подтипа характерна выраженно-позитивная экспрессия E-Cadherin и умеренно-позитивная коэкспрессия циклина D1, уроплакина II, SNX31, р16, Rb1 и Р-Cadherin, а для ЛИ и БП — сильнопозитивная экспрессия P-Cadherin.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Ю.И.О.

Сбор и обработка материала — Ю.И.О., Ж.А.Г.

Написание текста — Ю.И.О.

Редактирование — Ю.И.О., Е.А.К., С.Г.Р.

Научное руководство — Е.А.К., Х.З.Т.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Османов Ю.И. — https://orcid.org/ 0000-0002-7269-4190;

Гаибов Ж.А. — https://orcid.org/0000-0002-1174-9098;

Коган Е.А. — https://orcid.org/0000-0002-1107-3753;

Раденска-Лоповок С.Г. — https://orcid.org/0000-0002-4669-260X;

Турсунов Х.З. — https://orcid.org/0000-0002-7504-3932

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Османов Ю.И., Гаибов Ж.А., Коган Е.А., Раденска-Лоповок С.Г., Турсунов Х.З. Морфологическая и иммуногистохимическая характеристика молекулярных подтипов уротелиальных карцином. Архив патологии. 2019;81(5):35-44. https://doi.org/10.17116/patol20198105135

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