MOLECULAR GENETIC FEATURES OF PERITONEAL PSEUDOMYXOMA

Full Text

Псевдомиксому брюшины (Pseudomyxoma peritonei, далее - ПМБ) можно представить как своеобразный паранеопластический синдром, сопровождающий ряд муцинозных опухолей (см. рисунок). Следует заметить, что ПМБ - редкий синдром и часто исследователи ограничены небольшими выборками или вынуждены экстраполировать результаты изучения «ПМБ-опасных муцинозных опухолей» в контексте возможного генеза из них ПМБ. Собственно одной из целей молекулярной диагностики является выявление первичного очага ПМБ. Выявление возможного источника псевдомик-сомы брюшины Существует мнение, что источником ПМБ могут быть муцинозные опухоли 15 локализаций [1-4], в том числе не только внутрибрюшной, но и внутри-грудной, однако наиболее частыми причинами ПМБ называют опухоли аппендикса и яичников. Можно сказать, что общепринятым методом определения источника происхождения опухоли является иммуногистохимия (ИГХ) или близкий по сути метод иммуноцитохимии. В панель ИГХ-маркеров, используемую многими исследователями для дифференциальной диагностики кишечного или овариального происхождения ПМБ, чаще всего входят тесты: на цитокератин 7 (CK7), цитокератин 20 (CK20), гомеобокс-протеин CDX2, раковый эмбриональный антиген (CEA), набор муцинов MUC1, MUC2, MUC5AC, MUC6, карбангидразу 125 и 19-9 (CA125, CA19-9), рецепторы к эстрогенам и прогестерону (ER и PR) (см. таблицу) [5-9]. Однако следует помнить, что абсолютно специфичных ИГХ-маркеров нет и ИГХ-профиль сам по себе не может являться однозначным доказательством происхождения опухоли. Как пример вариабельности экспрессии ИГХ-маркеров можно привести работу J. Shin и соавт. [7], проанализировавших иммуногистотип 22 муцинозных опухолей яичников и 41 метастатическую колоректальную аденокарциному с вовлечением яичников. Авторы приводят следующие данные для своей панели маркеров: CK7 - в 82,9% колоректальных карцином негативны; CK20 - в 65,9% колоректальных карцином диффузно позитивны, CDX2 - положительный у 73,2% колоректальных аденокарцином; CEA - лишь 41,5% карцином интестинального происхождения позитивны, MUC2 - экспрессируется в 51,2%, MUC5AC - отрицательный в 97,6% колоректальных опухолей, альфа-метилацил-СоА-рацемаза (AMACR) - отрицательна в 41,5% интестинальных опухолей. Разные авторы приводят разные проценты позитивности/негативности ИГХ-маркеров. Существует точка зрения, что ПМБ овариального происхождения не бывает в принципе и все случаи ПМБ делятся на ПМБ без явного вовлечения яичников в опухолевый процесс и ПМБ с вовлечением яичников [4, 5, 8]. (CK7, CK20, MUC1, MUC2, CA125, ER, PR) исследователи сделали вывод, что практически всегда ПМБ носит аппендикулярный характер с возможным вторичным поражением яичников. Аналогичный вывод делают другие исследователи [8] на основании похожей панели маркеров. Такое же предположение сделано C. Szych и соавт. [6], однако на основании данных о неспецифичных и встречающихся во многих видах опухолей мутациях гена KRAS и делециях хромосом 18q, 17p, 5q, и 6q. С другой стороны, J. O’Connell и соавт. [9] подтверждают возможность происхождения ПМБ из яичников, аргументируя в том числе низкой экспрессией MUC2 в ряде ПМБ. Вопрос о первичности овариальных опухолей при ПМБ в достаточной мере спорный. Помимо низкой специфичности ИГХ-маркеров, существует возможность вовлечения яичников в патологические процессы, сопровождающие ПМБ аппендикулярного происхождения. Так, P. Taflampas и соавт. [10] провели анализ 519 случаев ПМБ аппендикулярного происхождения с целью определить прогностическую роль сыворотчных маркеров CA-125 и CA 19-9 у пациентов с проведенным циторедуктивным лечением, дополненным гипертермической внутрипе-ритонеальной химиотерапией (HIPEC). Повышение уровня сывороточного CA-125, который традиционно ассоциируется с патологией яичников, так же как и «кишечный» CA 19-9, по данным исследователей, отражает характер течения ПМБ и негативно влияет на прогноз [10, 11]. Возникает вопрос, может ли профиль экспресии белков меняться в муцинпродуцирующих клетках уже после их высева на брюшину и может ли отличаться от профиля исходной опухоли. С учетом того, что клетки попадают в необычную для себя среду, такое явление возможно. В дополнение к этой мысли существуют данные о том, что экспрессия ИГХ-маркеров меняется в зависимости от степени дифференцировки муцинозных опухолей аппендикса [12], что усложняет определение гистопринадлежности опухоли. Применяемых в клинической практике специфичных молекулярно-генетических маркеров муци- Типичный профиль экспрессии муцинозных опухолей интестинального и овариального происхождения ИГХ-маркер Инте стинальные опухоли Овариальные опухоли CK7 - + CK20 + - CDX2 + - CEA + - MUC1 - + MUC2 + - MUC5AC - + MUC6 + - CA125 - + CA19-9 + - ER - + PR - + 47 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 3, 2014 Муцинозная опухоль аппендикса (а) и псевдомиксома брюшины (б). нозных опухолей яичников в настоящее время нет, однако есть данные, что муцинозные опухоли яичника как потенциально опасные в плане ПМБ могут нести мутацию гена RNF43 [13]. Белковый продукт гена RNF43 участвует в регуляции протеосомной деградации белков и мутация может привести к внутриклеточному накоплению муцина. Y. Zou и соавт. [13] обнаружили мутацию этого гена в 2 (13,3%) из 15 муцинозных опухолей, при этом мутации RNF43 не найдены в 363 опухолях яичников других гистотипов, в том числе 102 неэпителиальных и 17 метастазах Крукенберга [13]. Вопрос, насколько данная мутация специфична именно для яичников и встречается ли в муцинозных опухолях других локализаций, остается открытым. Как молекулярно-генетический маркер интестинального происхождения могут выступить GNAS-мутации. G. Nishikawa и соавт. [14] в своей работе показали, что GNAS-мутации встречаются в 50% (36 наблюдений) аппендикулярных муцинозных опухолей низкой градации, впрочем как и при внутрипро-токовых папиллярных муцинозных опухолях поджелудочной железы (88%), но редки в муцинозных опухолях толстой кишки, яичника, легкого и молочной железы. Возвращаясь к вопросу о возможности первичного происхождения ПМБ из опухолей яичников и вторичном вовлечении яичников в миксоматозный процесс, можно привести данные из исследования J. Sitzmann и соавт. [15]. Авторы статьи нашли связь наследственного рака яичников, сопровождаемого мутациямии генов BRCA1 и BRCA2 с увеличением частоты ПМБ аппендикулярного происхождения. Несмотря на то что мутации BRCA1 и BRCA2 традиционно ассоциируются с наследственными опухолями молочной железы и яичников, следует помнить, что механизмы репарации ДНК, которые ослабляются мутациями BRCA, универсальны для всех тканей и клеток и данные мутации повышают риск возникновения опухолей любой локализации. Трудность определения первичного очага ПМБ наводит на мысль о возможности возникновения по крайней мере части псевдомиксом на фоне наследственных синдромов, сопровождающихся высоким риском канцерогенеза разных локализаций, но преимущественно толстого отдела кишечника, например синдрома Линча и семейного аденоматоза кишечника. Логично было бы исследовать в этом контексте мутации и модификации генов MLH1, MSH2, MSH6, и PMS2, APC и микросателлитную нестабильность ДНК [16]. Однако сообщается, что опухоли аппендикса вообще редки при наследственном раке толстого кишечника, а изменения указанных генов и микросателлитная нестабильность при карциномах аппендикса носит соматический (приобретенный), но не герминогенный (наследственный) характер [16]. Данных о наследственной псевдо-миксоме в литературе не обнаружено. Описан редкий случай аденокарциномы аппендикса у близнецов, у одного из которых развилась ПМБ [17]. Исследование мутационного статуса опухолей показало, что опухоли у близнецов различались по видам мутаций KRAS и статусом гена APC (в опухоли близнеца без ПМП была утрачена гетерозиготность APC). Данный случай является примером развития опухоли аппендикса по разному молекулярно-генетическому пути при одинаковом наследственном генетическом фоне организма близнецов. В качестве примера казуистической связи ПМБ с опухолями различной локализации можно привести случай имитации псевдомиксомой муцинозной опухоли эндометрия [18]. Здесь иммунофенотипиро-вание подтвердило интестинальное происхождение опухоли (CK7(-), CK20(+)). Как редкая казуистика приводится случай ПМБ, в материале из которой найден вирус папилломы человека высокого канцерогенного риска (ВПЧ ВКР) и которая происходила из опухоли шейки матки спустя 8 лет после гистерэктомии [19]. Еще случай казуистики - псевдомиксома, происходящая из врожденной дупликатуры тонкой кишки, т. е. все равно кишечного происхождения [20]. Маркеры прогноза течения заболевания Муцинозные опухоли толстой кишки как наиболее вероятный и частый источник ПМБ вообще имеют более плохой прогноз по сравнению с опухолями без выраженного муцинозного компонента [10]. Можно разделить маркеры прогноза ПМБ на 2 группы - маркеры, отражающие интенсивность продукции муцина (слизеобразование) опухолью, и маркеры, отражающие уровень дифференцировки и пролиферативный потенциал. Слизеобразование Известно, что одними из самых частых мутаций опухолей желудочно-кишечного тракта являются мутации 12-го кодона гена KRAS. Проведенное 48 ОБЗОР ЛИтЕРАтУРы S. Shetty и соавт. [21] исследование показало, что мутации 12-го кодона гена KRAS при ПМБ ассоциированы с продукцией муцина, но не влияют на общую выживаемость (выборка 64 пациента) [21]. Также известно, что активирующие GNAS-мутации в высокодифференцированных аппендикулярных муцинозых опухолях встречаются в 50% (исследование материала 36 пациентов) и коррелируют со слизеобразованием (с экспрессией MUC2 и MUC5AC), не влияя на уровень пролиферации [14]. F. Mohamed и соавт. [22] показали на небольшой выборке пациентов, что выживаемость пациентов не зависит от показателей экспрессии муцинов (ИЦХ на MUC1 и MUC2). Они проанализировали случаи диссеминированного перитонеального аденомуциноза (ПМБ низкой градации, Low grade), разделив их на 11 случаев со злокачественным течением (медиана выживаемости 52,2 мес) и 22 случая без доказанного рецидива болезни. Процесс слизеобразования может контролироваться белками и кодирующими их генами, регулирующими протеосомный распад белков, в частности мутация RNF43-гена характерна для слизеобразующих опухолей яичника [13]. Слизистый компонент ПМБ, являясь частью опухолевой стромы, также может быть объектом для исследования. Так, на образцах, полученных от 81 пациента, показана прогностическая роль экспрессии стромой псевдомиксомы протеина PINCH (particularly interesting new cysteine-histidine). Высокая экспрессия PINCH ассоциируется с плохим прогнозом [23]. Молекулярные маркеры пролиферации и степени дифференцировки опухоли («злокачественность») Интенсивность пролиферации клеток опухоли, как и степень дифференцировки, - известный прогностический фактор ПМБ [24]. Данные о том, что на экспрессию молекулярных маркеров влияет не только гистотип опухоли, но и степень дифференцировки, подтверждаются рядом исследований. Так, D. Baratti и соавт. [25] пришли к выводу, что экспрессия CK20 выявляется чаще в более дифференцированной ПМБ (перитонеальный аденомуциноз). Как маркер дифференцировки исследователями также предлагаются молекулы адгезии; например, высокая экспрессия E-кадхерина - показатель более благоприятного прогноза (более дифференцированная опухоль), хотя вывод сделан на выборке всего из 5 наблюдений [26]. M. Chang и соавт. [12] методом ИГХ исследовали экспрессию ряда маркеров дифференцировки и белков клеточной активации в 22 муцинозных аденомах, 20 муцинозных неоплазиях с неизвестным потенциалом малигнизации и 14 муцинозных аденокарциномах и пришли к выводу, что для более злокачественных типов опухоли характерен больший уровень экспрессии лептина, MUC2, MUC5AC, mTOR и ERK. Показано, что безреци-дивная выживаемость у пациентов с высокой экспрессией mTOR значимо ниже (11,5 мес против 46,7 мес; р = 0,028). Как уже упоминалось, есть данные, что высокая экспрессия CA-125 и CA 19-9 характерна худшей выживаемостью среди высокодифференцированных опухолей и риском рецидива даже при прове денном циторедуктивном лечении, дополненном гипертермической интерперитонеальной химиотерапией (hIPEC) [10]. Есть данные, что наследственные мутации BRCA1 и BRCA2 увеличивают частоту возникновения ПМБ из высокодифференцированных опухолей аппендикулярного происхождения, на основании чего J. Sitzmann и E. Wiebke [15] предлагают рассмотреть целесообразность превентивной аппендэктомии симультанно с овариэктомией, если к таковой есть показания. Часто встречающийся генетический маркер многих опухолей - ген TP53, кодирующий белок p53. S. Shetty и соавт. [21] на основании исследования выборки из 194 пациентов с ПМБ сделали вывод, что гиперэкспрессия p53 коррелирует с женским полом, и с ПМБ из низкодифференцированных опухолей (муцинозный канцероматоз, high grade), а также плохим прогнозом. Еще один частый генетический маркер - мутация гена PIK3CK, встречающаяся в том числе в муцинозных опухолях аппендикса [27]. Замечено, что активирующие мутации PIK3CK (9-й и 20-й экзоны) чаще из всех отделов желудочно-кишечного тракта встречаются именно при карциномах слепой кишки [13] которая, как понятно, является «зоной интереса» в плане потенциального развития ПМБ. Авторы данного исследования показали, что PIK3CK-мутации часто ассоциированы с мутацией гена KRAS (впрочем, мутации KRAS одни из самых частых среди опухолей толстой кишки), микросателлитной нестабильностью и инактивацией (метилированием) гена репарации ДНК - MGMT. Также сделан вывод, что мутация PIK3CK ассоциируется с более низкой общей выживаемостью пациентов. С учетом приведенных данных литературы, и учитывая «пестрость» ПМБ в плане разнообразия биологических свойств и маркеров, возникает вопрос, что, возможно, злокачественность опухоли следует оценивать интегральными методами, такими как оценка уровня нестабильности генома (микросател-литная нестабильность, оценка инактивации генов репарации и апоптоза), оценка активации общих для многих опухолей внутриклеточных путей (таких как MAPK-путь, PIK3CA-AK-путь). Частое свойство опухолей - генетическая нестабильность выявляется как высокая микросател-литная нестабильность (MSI). Микросателлитная нестабильность, выявляемая в том числе и при му-цинозных опухолях аппендикса, - интегральный признак нарушения систем репарации ДНК и является косвенным признаком быстрой опухолевой прогрессии [28]. Тем не менее сообщается, что микросателлитная нестабильность довольно редка в опухолях аппендикса [16]. Закономерно ожидать, что потеря гетерозиготности по локусам, связанным с генами-онкосупрессорами, и уровень генетической нестабильности в общем ассоциируются с более злокачественными типами муцинозных карцином [29]. Факторы, влияющие на эффективность химиотерапии С точки зрения клинической фармакологии равнозначимы как врожденные или приобретенные молекулярно-генетические особенности, регулиру 49 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 3, 2014 ющие переносимость химиопрепарата пациентом, так и молекулярно-генетические особенности опухоли (а у каждого пациента она может иметь свой молекулярный профиль), регулирующие химиочувствительность или химиорезистентность. Таким образом, молекулярные фармакомаркеры можно поделить на маркеры фармакокинетики (в итоге они определяют переносимость пациента) и маркеры фармакодинамики (определяют чувствительность/ резистентность опухоли). И если фармакокинетика, как правило, не зависит от вида опухоли, то каждый гистотип опухоли может иметь свой набор значимых фармакодинамических молекулярных маркеров. Собственно псевдомиксома брюшины имеет свои особенности относительно как фармакокинетики, так и фармакодинамики. Особенности фармакокинетики состоят в возможности локально увеличить концентрацию химиопрепаратов в области опухолевых тканей и даже локально увеличить температуру тканей - на этом собственно основана методика HIPEC. По этой причине, например, такие генетические маркеры непереносимости 5-фторуроцила, как мутация DPYD (inv 14+1G>A) [30] или иринотека-на (например, врожденная мутация промотора гена UGT1A1 [31]), для ПМБ могут оцениваться отдельно, в контексте планируемой HIPEC. Касаемо гипертермической интраперитонеаль-ной химиотерапии можно вспомнить одно из развивающихся направлений в таргетной терапии опухолей - разработку ингибиторов белков теплового шока. Белки теплового шока, например HSP90, активируются при многих стрессовых для клеток ситуациях, в том числе при гипертермии и воздействии химиопрепаратов (т. е. HIPEC). Белки теплового шока играют протективную роль, обеспечивая выживаемость опухолевых клеток в стрессовых условиях. Есть обнадеживающие данные по применению ингибиторов HSP90 в терапии различных видов опухолей [32], однако сведений по применению данных препаратов для лечения псевдомиксомы найти не удалось. Рассматривая муцинозные опухоли толстого отдела кишечника как близкие по общей биологии к ПМБ, S. Glasgow и соавт. [33] сравнили 21 муцинозную карциному толстой кишки и 30 не-муцинозных опухолей. Основу исследования составлял анализ экспрессии мРНК 12 генов, ассоциированных с чувствительностью к химиотерапии и отвечающих за фармакодинамику и фармакокинетику основных химиопрепаратов: оксалипала-тина (GSTP1, ERCC1 и ERCC2), 5-фторуроцила (TYMS, DPYD, ECGF1), иринотекана (ABCB1, AB CG2, CYP3A4, UGT1A1, CES2, TOP1). Для муци-нозных опухолей оказалась характерной более высокая экспрессия TYMS (маркер резистентности к 5-фторуроцилу) и GSTP1 (резистентность к препаратам платины). Авторы не приводят анализ групп с разным уровнем экспрессии указанных маркеров, показано лишь, что безрецидивная выживаемость пациентов со слизистыми опухолями, которым проводилась адъювантная терапия 5-фторуроцилом, значимо ниже, чем у пациентов с немуцинозными аденокарциномами. Однако, по опубликованным в статье данным, очевидно, что опухоли, даже внутри одной гистологической группы могут различаться по уровню фармакомаркеров и, таким образом, па циенты могут реагировать на химиотерапию в соответствии с молекулярным статусом опухоли. Следует отметить, что, видимо, оптимальным было бы определение разницы уровня маркеров резистентности к химиопрепаратам между опухолью и здоровыми тканями того же пациента, хотя данный подход достаточно сложен в технологическом плане. Есть данные, что мутации BRCA1 и BRCA2, возможно, могут влиять на чувствительность к химиотерапии [15], в частности к препаратам платины. К вопросу о возможностях таргетной терапии для лечения ПМБ - исследование, проведенное M. Chang и соавт. [12], показало (на небольшой, правда, выборке), что муцинозные опухоли аппендикса не содержат амплификации Her2, амплификации EGFR и реарранжировок ALK, зато обладают высокой экспрессией mTOR, что делает этот молекулярный маркер потенциальной мишенью для таргет-ной терапии ингибиторами mTOR [12]. Учитывая склонность слизистых опухолей к мутациям гена PIK3CA [13, 27], возможно, что направленная на PIK3CA таргетная терапия, в том числе в комбинации с ингибиторами mTOR [34], также может быть эффективна при ПМБ. Как еще одну мишень для терапии Z. Gatalica и соавт. [35] предлагают циклоксигеназу-2 (COX2), которая, по данным этих исследователей, экспрессируется опухолевыми клетками ПМБ и клетками опухолевой стромы, участвующими в воспалении. По мнению авторов, COX2 интересна в контексте применения ингибиторов циклоксигеназы. Заключение В заключение следует отметить, что молекулярно-генетические характеристики, которые индивидуальны для каждой опухоли, могут влиять на течение болезни. Именно с этой стороны интересен анализ редких муцинозных опухолей, которые инициируют развитие псевдомиксомы брюшины. В настоящее время формируется достаточно широкая панель молекулярно-генетических характеристик, способная охарактеризовать опухоль с позиции ее происхождения, степени дифференцировки, возможной лекарственной устойчивости. Таким образом, молекулярно-генетический профиль псевдомиксом может быть важен для прогнозирования показателей выживаемости этих больных и применения персонифицированного лечебно-диагностического подхода к пациенту в зависимости от индивидуальных молекулярных свойств опухоли.

About the authors

N. K Shahpazyan

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center under the Russian Academy of Mrdical Sciences

115478, Moscow, Russian Federation

A. G Abdullayev

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center under the Russian Academy of Mrdical Sciences

Email: agulsky@rambler.ru
115478, Moscow, Russian Federation

B. E. Polotskiy

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center under the Russian Academy of Mrdical Sciences

115478, Moscow, Russian Federation

L. V Mekheda

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center under the Russian Academy of Mrdical Sciences

115478, Moscow, Russian Federation

M. I. Davydov

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center under the Russian Academy of Mrdical Sciences

115478, Moscow, Russian Federation

References

Supplementary files