Family medullary thyroid cancer: etiology, pathogenesis, diagnosis

Full Text

Рак щитовидной железы составляет около 1% всех злокачественных новообразований. Среди гистологиче- ских типов доля медуллярного рака щитовидной железы (МРЩЖ) составляет 2—8% [1]. МРЩЖ — опухоль, про- исходящая из парафолликулярных С-клеток щитовид- ной железы, производных эндодермы, продуцирующая кальцитонин [2]. На наследственные формы приходится 20—30% случаев МРЩЖ. Из них 60—85% пациентов с синдромом МЭН (множественной эндокринной не- оплазии) типа II-A, 5% с синдромом МЭН типа II-B и 10—35% с семейной ("чистой", изолированной) формой МРЩЖ (СМРЩЖ), клинически проявляющейся только МРЩЖ. В семьях с МЭН-II без установленного диагноза пациенты обычно выявляются по клиническим признакам (узловой зоб) в возрасте 15—20 лет [3]. СМРЩЖ манифестирует позже, чем МРЩЖ при МЭН-II, обычно между 20 и 40 годами [4]. МРЩЖ — самая частая причина смерти больных с МЭН-II и СМРЩЖ [5]. У носителей всех клинических вариантов наследственного МРЩЖ пенетрантность достигает 90—100% [6]. МРЩЖ был впервые описан J. Hazard и соавт. в 1959 г. О семейных вариантах МРЩЖ впервые сообщили в 1961 г., было отмечено, что эта форма наследуется аутосомно-доминантным путем [7]. В 1961 г. J. Sipple и соавт. [8] сообщили об ассоциации МРЩЖ с феохромоцитомой. В 1968 г. этот комплекс заболеваний назвали МЭН-II и включили в него гиперпаратиреоз как часть синдрома [9]. В 1977 г. определено, что в некоторых семьях встречается и рецессивный тип наследования [5]. МРЩЖ считается опухолью с тенденцией к медленному росту, но рано метастазирующей [10]. Регионарными метастазами чаще всего поражаются лимфатические узлы шеи и средостения, отдаленными — легкие, печень, костная ткань [11]. Даже микроскопический МРЩЖ может протекать агрессивно и метастазирует приблизительно у 5% пациентов [7]. При пальпируемом МРЩЖ в более 75% случаев имеются метастазы в лимфатические узлы [12]. Первичная опухоль щитовидной железы при наследственном МРЩЖ обычно имеет двусторонний и мультифокальный характер [4]. Частота встречаемости мультифокального поражения при семейных вариантах МРЩЖ составляет не менее 75%, тогда как при спорадической форме МРЩЖ — 0—22%. Мультифокальная С-клеточная гиперплазия (СКГ) щитовидной железы является предшественником (предраком) MРЩЖ у пациентов с наследственной формой болезни. Скорость развития МРЩЖ из СКГ различна и может занимать несколько лет. У пациентов со спорадической формой МРЩЖ, как правило, отмечаются солитарное односто- Для корреспонденции: Юкина Марина Юрьевна — канд. мед. наук, ст. науч. сотр. отд-ния терапии; 117036, г. Москва, ул. Дм. Ульянова, 11, e-mail: endo-yukina@yandex.ru. роннее поражение щитовидной железы, поздний возраст манифестации и отсутствие СКГ [13]. В 2—6% случаев МРЩЖ является причиной развития синдрома эктопированной АКТГ- или КРГпродукции (адренокортикотропный и кортикотропинрелизинг-гормон) [14]. RET-мутации Герминальная мутация в гене RET является этио- логическим фактором развития МРЩЖ и ассоцииро- ванных наследственных синдромов МЭН-II [15]. Ве- роятность герминальной RET-мутации у пациента со спорадическим МРЩЖ составляет 1—7% [16], из кото- рых приблизительно 2—9% это вновь возникшие герми- нальные RET-мутации [17]. Соматические мутации гена RET выявляются в 1/4—1/2 всех спорадических случаев МРЩЖ, причем у 88—100% пациентов с синдромом МЭН-II и СМРЩЖ определяют герминальную мутацию RET. Учитывая, что МРЩЖ — это чаще всего первое проявление синдрома типа МЭН-II (из-за его ранней и высокой пенетрантности по сравнению с феохромоци- томой или гиперплазией околощитовидных желез), то получается, что С-клетки более восприимчивы к онко- генной RET-активации, чем мозговой слой надпочечни- ков или клетки околощитовидных желез [18]. RET (REarranged during Transfection) впервые описан M. Takahashi и соавт. в 1985 г. как протоонкоген, способ- ный активироваться после генетической перестановки [19]. У пациентов с МЭН-II и СМРЩЖ мутация в гене RET была идентифицирована в 1993 и 1994 гг. [20]. Ген RET в основном экспрессируется в тканях, происходя- щих из нервного гребня: норадренергических и доп- аминергических нейронах, нейроэндокринных железах, включая C-клетки щитовидной железы и мозговое веще- ство надпочечника [21]. RET также принимает участие в развитии тонкокишечной нервной системы и почек [22]. Ген RET расположен на хромосоме 10q11.2 и вклю- чает 21 экзон. В настоящее время типичные мутации гена RET определяют в 8 экзонах (1, 8, 10, 11, 13—16) [23]. Ген RET кодирует белок рецептора, отвечающего за рост, дифференцировку и выживание клетки (тирозин- киназу). Этот RET-трансмембранный рецептор состоит из трех функциональных зон: внутриклеточной (с двумя поддоменами тирозинкиназы — TK1 и TK2), внеклеточ- ной и трансмембранной. Внеклеточная часть состоит из лигандзакрепляющего домена, четырех кадгеринподоб- ных доменов и домена, богатого цистеином около мем- браны клетки [7] (см. рисунок). Димеризация рецептора опосредована активацией ци- стеиновой области. Она приводит к автофосфорилирова- нию внутриклеточных остатков тирозина, которые впо- следствии активизируют проводящие пути нисходящего потока сигнальной трансдукции [6]. Лиганды для RET включают глиально-клеточные производные нейротро- 53 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 3, 2013 Структура рецептора тирозинкиназы. фического фактора (GDNF): персеферин, артемин и ней- ротурин [24]. RET сигнализирует через множественные проводящие пути нисходящего канала. Один такой путь (RAS/MEK/ERK) запускает клеточный цикл, другой путь нисходящего канала (P13K/AKT/NF-κ B) увеличивает подвижность клетки, ее выживание и запускает клеточ- ный цикл [25]. Помимо этого, RET-активация стимулиру- ет p38, MAPK, JAK/STAT и протеинкиназу C [24]. Специфическое место мутирующего остатка в преде- лах RET-белка коррелирует с фенотипическими особен- ностями пациентов. Пациенты с МЭН-IIa имеют миссенс- мутации в экзоне 10 (кодоны 609, 610, 611, 618, 620) и экзоне 11 (кодон 634) [3]. Эти мутации повреждают один из шести цистеиновых остатков в RET-внеклеточном до- мене [26]. Мутации в этих остатках цистеина приводят к гомодимеризации рецептора через формирование дисуль- фидных мостиков, предоставляя возможность рецептору активироваться независимо от наличия лиганда. До 98% пациентов с МЭН-IIa и 80—90% пациентов с СМРЩЖ имеют мутацию в одном из цистеиновых ко- донов внеклеточного домена RET-белка: 609, 611, 618, 629 (экзон 10) и 634 (экзон 11) [3]. Кодон 634 поража- ется чаще всего и является причиной возникновения МЭН-IIa более чем в 80% случаев. В остальных случаях мутации цистеинового домена могут быть в 610, 620, 630-м и других кодонах [27]. При МЭН-IIb более чем у 95% пациентов имеется мутация в экзоне 16 (кодон 918). Подобная локализация мутации предоставляет рецептору тирозинкиназы возможность активироваться в мономерном состоянии, что приводит к усилению фосфорилирования внутриклеточных остатков тирозина (повышается местная киназная каталитическая активность). Есть предположение, что такие различия между кодонами зависят также от степени экспрессии поверхностно-клеточной формы RET [28]. В дополнение к этим генетическим изменениям были описаны другие более редкие нецистеиновые мутации, расположенные в пределах внутриклеточного каталитического домена RET. Эти мутации могут вызывать СМРЩЖ (кодоны 768, 790, 791, 804, 806 и 891) и МЭН-IIb (кодон 833) [6]. Имеются четкие ассоциации между определенной RET-мутацией (генотип) и возрастом манифестации заболевания, агрессивностью МРЩЖ, присутствием или отсутствием компонентов наследственных синдромов (фенотип) [29]. При мутациях, ассоциированных с синдромом МЭН-IIb доказано более агрессивное течение МРЩЖ и наличие характерных фенотипических особенностей (марфаноподобная внешность). Однако в некоторых случаях мутации и при синдроме МЭН-IIa могут приводить к более агрессивному течению, когда исходные изменения дополняются другими генетическими нарушениями [30]. Известна корреляция между мутацией 634-го кодона и ранним развитием МРЩЖ, феохромоцитомы и гиперпаратиреоза [31]. В литературе есть данные о выявлении МРЩЖ при мутации 634-го кодона уже в возрасте 15 мес [10], а метастазов МРЩЖ в лимфатические узлы шеи в возрасте 6 лет [32]. Анализ RET в семьях с синдромом МЭН-II и СМРЩЖ показал, что почти у всех членов этих семей есть герминальная мутация, но только у членов семьи с герминальной миссенс-мутацией развилась болезнь. Это наблюдение клинической генетики позволило верифицировать наследственную природу и прогнозировать развитие опухоли, что значительно изменило тактику ведения семей с наследственными опухолями. В настоящее время анализ мутации в семьях с синдромом МЭН-II и СМРЩЖ идентифицировал более чем 50 различных миссенс-мутаций, ассоциированных с заболеванием [18]. Мутации одного аллеля гена RET достаточно, чтобы запустить процесс новообразования [33]. В последние годы выявлено разнообразие клинического течения наследственного МРЩЖ среди пациентов из одной семьи. Эта внутрисемейная фенотипическая вариабельность относительно возраста манифестации заболевания и стадии опухоли при первичной диагностике (размер опухоли, наличие метастазов) является вопросом дальнейшего исследования в этой области. Возможно, это связано с влиянием других генетических факторов. В настоящее время проводятся исследования однонуклеотидных полиморфизмов, для которых в разных популяциях имеются различные варианты последовательностей нуклеотидов в гене RET (G691S, L769L, S836S и S904S) [34]. Доказано, что выявление полиморфизма G691S не является прогностическим фактором и основанием для диагноза МРЩЖ [35]. Однако в проведенном исследовании F. Raue и K. Frank-Raue определено, что у пациентов с МРЩЖ при полиморфизме G691S стадия распространения опухоли коррелирует с частотой самих аллельных полиморфизмов [36]. Химерные перестройки гена RET (так называемые RET/PTC), обладающие онкогенной стимуляцией, обнаружены в опухолевых клетках при папиллярном раке щитовидной железы, однако они были также обнаружены в доброкачественных опухолях и в узловом зобе. Напротив, мутации RET, приводящие к МЭН-II и СМРЩЖ, являются точечными и происходят с заменой аминокислоты (миссенс), при этом они исключительно патогномоничны для наследственных форм МРЩЖ [37]. Диагностика При клинически манифестировавшем заболевании первоначальный алгоритм обследования должен соот- ветствовать общепринятым рекомендациям по ведению узловых образований щитовидной железы, включая тонкоигольную пункционную биопсию и исследование уровня сывороточного кальцитонина [23]. Кальцитонин — специфический секреторный продукт злокачественных C-клеток МРЩЖ; высокочувствитель- ный маркер медуллярной карциномы как первичной так 54 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ и рецидива [38]. Несмотря на то что опухолевые клетки МРЩЖ могут также секретировать хромогранин А, ами- лоид, соматостатин, серотонин, ВИП и др., кальцитонин является наиболее информативным биохимическим он- комаркером, используемым для выявления МРЩЖ и по- слеоперационного ведения пациентов [39]. Уровни кальцитонина (как базальный, так и стимули- руемый пентагастрином или глюконатом кальция) всегда повышены при МРЩЖ. МРЩЖ может быть диагности- рован до начала клинических проявлений, основываясь на повышении базального уровня кальцитонина. Счита- ется, что уровень кальцитонина > 100 пг/мл, базальный или стимулированный, с высокой степенью доверитель- ности сигнализирует о наличии МРЩЖ [23]. В иссле- довании P. Niccoli-Sire и соавт. [40] у всех, кроме одного пациента с повышенным уровнем (> 100 пг/мл) кальци- тонина крови, выявлен МРЩЖ, при этом метастазы в центральные лимфатические узлы шеи были найдены у 37,1% пациентов. Эти же исследователи обнаружили влияние стадии опухоли на базальный уровень кальци- тонина. Причем, когда уровень кальцитонина был выше 100 пг/мл, в половине случаев опухоль щитовидной же- лезы была макроскопических размеров [30]. Таким об- разом, имеется прямая корреляция между опухолевой массой и уровнем кальцитонина. Однако, несмотря на то что базальный уровень кальцитонина обычно выше при МРЩЖ, чем при CКГ, это различие не может ис- пользоваться для дифференциальной диагностики этих состояний [41]. Чувствительность лабораторной диагностики МРЩЖ была улучшена при помощи стимуляторов секреции кальцитонина (глюконат кальция или пентагастрин) [40]. При этом тесте пентагастрин вводится внутривен- но (0,5 мкг/кг в течение 3 мин), забор крови производят до введения и через 3, 5 и 10 мин после введения пен- тагастрина. Следует отметить, что в последнее время пентагастрин используется редко ввиду особых условий хранения и труднодоступности, меньшей безопасности применения. Глюконат кальция используется наиболее часто, вводится в дозе 2—2,5 мг/кг не менее 1 мин, забор крови производят до введения и через 1, 3 и 5 мин по- сле введения [42]. Стимулирующий тест позволяет об- наружить МРЩЖ и/или СКГ на ранней стадии, причем даже при нормальном базальном уровне кальцитонина [43]. Однако при помощи определения уровня каль- цитонина СМРЩЖ чаще всего диагностируется уже на этапе прогрессирования болезни [44]. В 1997 г. на Международном симпозиуме по МЭН было достигнуто соглашение о том, что решение о проведении тиреои- дэктомии у больных с наследственным МРЩЖ должно базироваться преимущественно на результате анализа RET-мутации, а не на показателях уровня кальцито- нина крови [45]. Исследование ДНК для обнаружения RET-мутации высокоэффективно и сегодня доступно в клинической практике [5]. Данный тест имеет более высокий уровень истинно положительного результата и более низкие уровни ложноотрицательных и ложнопо- ложительных результатов в выявлении наследственно- го МРЩЖ, чем тест с определением уровня кальцито- нина (базального и стимулированного). Это позволяет предотвращать развитие RET-индуцированной медул- лярной карциномы до появления опухолевых клеток в щитовидной железе [43]. Таким образом, генетическое тестирование необходимо для подтверждения наслед- ственной этиологии МРЩЖ, с одной стороны, и для идентификации бессимптомных "здоровых" носителей онкомутации среди кровных родственников больного наследственным МРЩЖ — с другой. Для пациентов с МЭН-IIb данное исследование должно быть выполне- но как можно раньше после рождения, для пациентов с МЭН-IIa и семейной формой МРЩЖ исследование должно быть выполнено до 5-летнего возраста. Нали- чие или отсутствие семейной мутации у родственников является чрезвычайно важным для последующего ве- дения пациента, многие эксперты настаивают на дву- кратном независимом генетическом исследовании для окончательного подтверждения результата [26]. Почти все лаборатории выполняют прямое секвени- рование гена RET с первоочередным поиском мутаций в экзонах, ранее скомпрометировавших себя мутациями. Чаще всего в лаборатории начинают исключать мута- ции в пяти наиболее часто мутирующих кодонах 10-го и 11-го экзонов (C634R, C609, C611, C618, и C620) [15]. Большое количество лабораторий дополнительно секве- нирует 13, 14, 15 и/или 16-й экзоны, в редких случаях включают еще 1-й и 8-й экзоны. Если результат отрица- тельный, секвенируются оставшиеся экзоны. Поиск "эк- зотических" мутаций доступен в ограниченном числе лабораторий. Если расширенное тестирование RET не дало результатов, необходимо исследование гаплотипа, так как наличие RET-мутации высоковероятно [46]. Стоимость исследования тем выше, чем больше эк- зонов секвенируется. При секвенировании целиком ко- дирующей RET области стоимость исследования суще- ственно возрастает. Некоторые лаборатории используют двухэтапный анализ — вначале секвенируют наиболее вероятные участки экзона и в случае, если при первич- ном анализе мутация не была выявлена, проводят секве- нирование оставшихся экзонов RET [47]. Как уже упоминалось выше, вероятность выявле- ния RET-мутации у пациента с явной спорадической формой МРЩЖ составляет 1—7%. Если принимать вероятность ≤7%, учитывая чувствительность выяв- ления RET- мутации в 95% при МЭН IIa и 2b типов и 88% при семейной форме МРЩЖ, тогда оставший- ся риск у пациентов с явной спорадической формой МРЩЖ иметь все же наследуемый МРЩЖ, составляет менее 1% (априорная вероятность х (1 — частота вы- явления мутации)) [3]. Таким образом, при наличии в семье случаев заболевания синдромом МЭН IIa или IIb типов или семейной формы МРЩЖ, несмотря на от- рицательный результат наличия мутации при анализе всех экзонов RET, необходим периодический скрининг родственников на предмет МРЩЖ (УЗИ шеи, исследо- вание базального и стимулированного уровня кальци- тонина крови), первичного гиперпаратиреоза (ПГПТ) (уровень кальция крови) и феохромоцитомы (уровень метанефрина, норметанефрина плазмы или суточной мочи). Скрининг выполняется с интервалом в 1—3 года и продолжается до возраста 50 лет или до наступле- ния возраста, на 20 лет превышающего возраст самого старшего члена семьи, у которого первоначально было выявлено заболевание. При отсутствии мутации или возможности выпол- нить генетическое исследование для постановки диа- гноза наследственного МРЩЖ необходимо наличие как минимум двух компонентов МЭН-II. Для диагно- стики семейной формы МРЩЖ (отсутствие синдрома МЭН-II), необходимо исключить внутри семьи феохро- моцитому или ПГПТ в двух или более поколениях. Предоперационное обследование при подозрении на МРЩЖ должно включать определение уровня кальци- тонина, РЭА, кальция, метанефринов, исключение му- тации RET [23].

About the authors

M. Yu Yukina

Federal Endocrinological Research Center

Email: endo-yukina@yandex.ru

E. A Troshina

Federal Endocrinological Research Center

D. G Beltsevich

Federal Endocrinological Research Center

P. O Rumyantsev

Federal Endocrinological Research Center

References

Supplementary files