Molecular genetic features of peritoneal mesothelioma

Full Text

В 1908 г. Miller и Wynn впервые описали «...злокачественную опухоль, исходящую из эндотелия брюшины и продуцирующую мукоидную асцитическую жидкость». Исходя из этого, под мезотелиомой брюшины следует понимать первичную опухоль из клеток мезотелиального происхождения, входящих в состав серозных оболочек. По данным литературы, мезотелиома, является редкой опухолью с частотой 1-2 случая на миллион в мире с предполагаемым уровнем заболеваемости 200-400 пациентов ежегодно, при этом поражение плевры встречается примерно в три раза чаще, чем брюшины (рис. 1-3, см. 3-ю полосу обложки). «Место происхождения важно» В связи с относительно большей частотой встречаемости основная часть данных литературы о молекулярных особенностях мезотелиомы относится к мезотелиоме плевры. Тем не менее анализ этих данных показывает, что мезотелиома брюшины имеет молекулярные особенности и не всегда с молекулярно-генетической точки зрения сравнима с мезотелиомой плевры. В частности, анализ данных из каталога мутаций COSMIC (http://cancer.sanger. ac.uk/cancergenome/projects/cosmic/) для мезотелиом разного происхождения показывает значительные различия в мутационных профилях (рис. 4 и 5). Несмотря на небольшое количество образцов мезотелиом брюшины, сведения о которых попали в базу данных, обращает на себя внимание, что основное генетически значимое различие между ме- зотелиомой плевры и брюшины - частота мутаций гена EGFR, кодирующего рецептор эпидермального фактора роста. Частота выявленных, активирующих киназный домен EGFR мутаций при мезотелиоме плевры достигает 2% [3], в то время как J. Foster и соавт. [4] провели анализ 29 образцов мезотелиомы брюшины и у 9 (31%) пациентов найдены активирующие мутации гена EGFR. Активирующие мутации гена EGFR не имеют достоверной связи с экспрессией EGFR и амплификацией участка хромосомы, несущей ген EGFR. Так, Y. Enomoto и соавт. [5] проанализировали 22 случая мезотелиомы плевры и 16 - мезотелиомы брюшины, не выявив прямой связи между происхождением мезотелиом и экспрессией EGFR (иммуногистохимически), так же как не установлено связи между амплификацией гена EGFR (методом флюоресцентной in-situm гибридизации (FISH)) и экспрессией белка EGFR. Вопрос о мутационном статусе EGFR при ме- зотелиоме брюшины остается открытым, и мнения ученых по этому поводу в достаточной мере противоречивы [6], возможно, из-за затрудненности широкомасштабных исследований в связи с редкостью данного вида опухоли. Касаясь вопроса генетических особенностей разных видов мезотелиомы, следует сказать, что в литературе описаны случаи наследственно обусловленных опухолей, связанных с герминогенными мутациями гена BAP1 (BRCA-ассоциированный протеин 1) [7]. Мутации выявляются приблизительно в 10% случаев спорадической мезотелиомы [8], хотя, ШШ'Ш//////////////////777777>1 77/77/77/7/777777Л '//////////////777777,1 ,/777/7777777/7777 У/////////Л 7/777/77/77Л У7777777/77777777777/77777777777/777Л 7/77777777777777777777777777777777777777777777777777777 /77777777Л '77777777/.I '77777777А 77777777Л '77777777/.I п 20 40 60 80 безусловно, частота герминогенных мутаций зависит от популяции. Герминогенные мутации BAP1 известны как ассоциированные, кроме мезотелиомы, также с ювенильной меланомой и почечно-клеточным раком [9, 10]. Описан случай развития мезотелиомы брюшины у пациентки с синдромом Ли-Фра- умени, характеризующимся мутациями в гене TP53, кодирующем основной онкосупрессорный белок P53 (в данном клиническом случае герминогенная мутация TP53 C.473GA) [11]. Дифференциальная диагностика мезотелиомы брюшины молекулярными методами Качественные и количественные различия экспрессии различных видов белков составляют характерный для каждого вида клеток и тканей портрет. Иммуногистохимия (ИГХ) и иммуноцитохимия (ИЦХ) в настоящее время являются рутинными методами, позволяющими прояснить ряд диагностически важных вопросов. Считается, однако, что нет ни одного патогномоничного для мезотелиомы ИГХ- или ИЦХ-маркера [12, 13]. Также считается, что требуется минимум 2 позитивных и 2 негативных маркера для подтверждения диагноза [12]. Позитивными маркерами мезотелиомы обычно считают кальретинин, D2-40, CK5/6, WT1, EMA, мезотелин, О 100 200 300 400 §§] Образцов с мутациями ^ Всего образцов Рис. 4. Мутационный профиль мезотелиомы плевры [1]. WT1 (100%) EGFR (10%) KRAS (0%) PDGFRA (0%) PIK3CA (0%) PTEN (0%) В RAF (0%) EWSR1 (0%) CTNNB1 (0%) DRCA1 (0%) И Образцов с мутациями ^ Всего образцов Рис. 5. Мутационный профиль мезотелиомы брюшины [2]. CDKNA (55%) NF2 (38%) ВАР1 (32%) TERT (15%) ТР53 (6%) KRAS (4%) WT1 (3%) МЕГ (2%) В RAF (2%) EGFR (1%) 100 120 т тромбомодулин, h-CD (h-кальдесмон), HBME-1. Отрицательными маркерами считают MOC-31, PAX8, PAX2, BG8, Ber-EP4, B72.3, CEA и CDX-2, клаудин 4 [13-20]. Таким образом, подбор панели антител зависит от конкретной дифференциально-диагностической задачи. Примеры выборочно используемых антител приведены в табл. 1. Особенностью мезоте- лиомы брюшины в отличие от мезотелиомы плевры является большая актуальность дифференциальной диагностики с метастатическими опухолями, происходящими из брюшной полости (см. таблицу). Считается, что ИГХ методы сложно стандартизировать и наблюдается значительная межлаборатор- ная вариабельность, вызванная различием в клонах используемых антител и особенностями обработки биоматериала, что вынуждает каждую отдельную лабораторию валидизировать ИГХ-панели под свои условия. Рекомендуемая чувствительность маркеров мезотелиомы с учетом используемых антител должна быть не менее 80% [12]. ИЦХ потенциально может применяться аналогично ИГХ, но следует учитывать, что возможности жидкостной цитологии в диагностике мезотелиомы ограничены из-за низкой чувствительности (3276%) [14] и из-за невозможности определить степень инвазии, лучшие результаты достигаются при получении игольного пунктата под контролем ультразвука или компьютерной томографии [14]. Одним из редких примеров дифференциальнодиагностической полезности молекулярно-генетического признака является возможность дифференцировать мезотелиому от синовиальной саркомы, так как для синовиальной саркомы характерна транслокация между X и 18-й хромосомами, что может быть выявлено методом FISH [12]. Делеция CDKN2A (ген белка-онкосупрессора P16), по данным H. Hwang и соавт., является самостоятельным маркером с высокой диагностической значимостью в плане дифференцировки доброкачественных или злокачественных мезотелиальных пролифераций [28]. Дифференциально-диагностические ИГХ-панели Дифференциально-диагностический случай Панель антител Доброкачественная мезотелиальная Десмин(+) / р53 (+); пролиферация/мезотелиома EMA(+) [12, 21] Метастатические карциномы ЖКТ/ CEA, MOC-31, мезотелиома CDX-2* [22, 23] Серозный рак яичников/ ER, Ber-EP4, PAX8, PAX2, мезотелиома B72.3* [24, 25] Метастатические карциномы почек/ клаудин 4, PAX2, мезотелиома PAX8* [26, 27] Крупноклеточная лимфома/ CD45 (LCA), мезотелиома CD20 or CD30* [12] Меланома/мезотелиома S100; HMB-45* [12] Ангиосаркома, эпителиоидная гемангиоэндотелиома/ мезотелиома CD31; CD34* [12] * Вместе с положительными маркерами мезотелиомы - кальре- тинин, D2-40, CK5/6, WT1, EMA, мезотелин, тромбомодулин h-CD (h-кальдесмон), HBME-1. Прогноз общей и безрецидивной выживаемости Прогноз при мезотелиоме зависит от многих факторов, наиболее существенными из которых, как и при большинстве других злокачественных опухолей, являются особенности пролиферации, инвазии и способности к метастазированию опухолевых клеток. В большой степени эти свойства определяются уже гистотипом мезотелиомы. Известно, что при мезотелиоме брюшины чаще, чем при мезотелиоме плевры, встречаются формы с пограничной злокачественностью - высокодифференцированная папиллярная мезотелиома и доброкачественная муль- тикистозная мезотелиома [29, 30]. Для мезотелиомы брюшины, отличающиеся более неблагоприятным прогнозом смешанные и саркоматоидные типы более редки [14], так что в целом мезотелиома брюшины по сравнению с мезотелиомой плевры более благоприятна. К молекулярным маркерам прогноза относятся определяемые методом ИГХ маркер пролиферации Ki-67 и противоапоптотический белок BCL-2. K. Pillai и соавт. [32] провели исследование образцов опухоли 42 пациентов с мезотелиомой брюшины и сделали вывод, что Ю-67-В^2-индекс является значимым прогностическим фактором [31]. Другое исследование, включающее 44 случая мезотелиомы, позволило заключить, что высокая экспрессия BCL2 - благоприятный прогностический признак. Известно, что патогенез большинства злокачественных опухолей связан с нарушениями регуляции клеточного цикла и апоптоза. Мезотелиома брюшины не является исключением. Самой распространенной мутацией являются мутации гена CDKN2A, известного также как p16, который кодирует соответствующий белок, активно участвующий в регуляции клеточного цикла, и является, как и p53, ключевым онкосупрессором. Известно, что мутации и различные генетические нарушения, затрагивающие ген CDKN2A и экспрессию белка p16, не менее часты и при мезотелиоме брюшины [33, 34]. Так, на 26 образцах мезотелиомы брюшины показано, что деле- ция CDKN2A (делеция сегмента хромосомы 9p21) выявлена в 35% образцов и во всех случаях сопровождается также делецией другого онкосупрессорного гена MTAP (метилтиоаденозинфосфорилаза) и утратой экспрессии соответствующих белков, что является неблагоприятным признаком в плане выживаемости больных [35]. Отмечено также, что делеция не единственный механизм утраты способности клеток к экспрессии р16, так как авторы отмечают значительно большее количество р16-негативных (по данным ИГХ) опухолей (54%) [35]. Если сравнивать мезотелиому брюшины и плевры, при которой не менее часты нарушения экспрессиир16, то очевидна роль метилирования генов онкосупрессоров, таких как CDKN2A, CDKN2B (p15), RASSF1A [36], что приводит к их инактивации. Также имеется единичное наблюдение гиперметилирования гена KAZALD1 в клетках саркоматоидной мезотелиомы брюшины [37]. Еще один частый механизм канцерогенеза и им- мортализации клеток - повышение активности те- ломеразы и альтернативные механизмы восстановления теломерных регионов хромосом [38]. R. Villa и соавт. [39] показали в своей работе, что прогноз при мезотелиоме брюшины, в клетках которой реализован механизм восстановления длины теломер, достоверно хуже по сравнению с теми опухолями, активность теломеразы в которых не повышена. Авторы использовали в своей работе методики определения уровня мРНК гена теломеразы TERT, метод TRAP и оценку длины теломер методом FISH. Обращает на себя внимание относительно невысокий процент мутаций при мезотелиоме гена TP53 - одного из главнейших онкосупрессоров (кодирует белок p53). Тем не менее, частые повреждения и нарушения экспрессии гена CDKN2A, данные о возможных альтернативных блокадах экспрессии TP53, в частности микроРНК-34Ь/с [40], сведения о гиперэкспрессии сурвивина (антиапоптотический белок) [41] в клетках мезотелиомы брюшины говорят о значительных нарушениях в системе контроля пролиферации и апоптоза. Маркерами неблагоприятного прогноза также могут являться выявляемые методом ИГХ рецептор эфрина EPHB2 [33], цитоплазматическая экспрессия эстрогенового рецептора бета (ER-Д) [42] и муцин (MUC1) [43]. Персонализированный подход к лечению Показанная J. Foster и соавт. [4] высокая частота (31%) активирующих EGFR-мутаций у пациентов с мезотелиомой брюшины ставит вопрос о возможности применения EGFR-таргетных препаратов. Те же авторы провели in vitro исследование на культуре клеток с трансфекцией мутантного EGFR и показали возможную эффективность эрлотиниба для лечения пациентов при наличии активирующих EGFR- мутаций [4]. Следует отметить, что виды и частота обнаруженных мутаций [4] значительно отличаются от спектра мутаций гена EGFR, характерных для аденокарциномы легкого, для которых лабораторный молекулярно-генетический анализ на EGFR- мутации уже стал клиническим стандартом. Несмотря на эти обнадеживающие данные, группа других исследователей, N. Kalra и соавт. [6], пришла к противоположному выводу - в образцах клеточных культур из 33 мезотелиом брюшины не найдено активирующих EGFR-мутаций, и авторами ставится под вопрос оправданность анти-EGFR- терапии. Возможно, что таргетный подход к лечению ме- зотелиом может быть аналогичен таковому при других опухолях эпителиального происхождения в связи с частой активацией в клетках типичных для эпителиальных опухолей сигнальных путей MAPK и PI3K/AKT [44, 45], в том числе по аутокринному механизму [46]. В частности, для активации PIK3CA пути требуется инактивация онкосупрессора PTEN, например делецией во втором экзоне соответствующего гена [44]. Вопрос об эффективности PIK3CA- таргетных препаратов остается открытым. Известные при мезотелиоме мутации гена NF2 (кодирует белок цитоскелета Мерлин, онкосупрессор), в частности гомозиготные делеции хромосомы 22q12 [34, 47, 48], могут привести к активации mTORl-пути, что делает опухолевые клетки чувствительными к рапамицину [44]. Как мишень для таргетной терапии на экспериментальных моделях предлагается также ERK5 - одна из ключевых киназ MAPK-клеточного сигнального пути [49], мезотелин [50], NF2 [51]. Как потенциальная мишень в литературе упомянута карбанги- драза 9 [52], участвующая в опухолевом ангиогенезе. Очевидно, что маркеры эффективности химиотерапии, применяемые при планировании лечения пациентов с другими видами опухолей, применимы и для мезотелиомы. Например, у 54 пациентов с ме- зотелиомой плевры показана эффективность использования ИГХ маркеров ERCC1, MLH1, MSH2, MSH6 и Ь3-тубулина при планировании химиотерапии препаратами платины и винорельбином [53, 54]. Вообще, подход к выбору молекулярных предикторов эффективности препаратов платины базируется на большей уязвимости опухолевых клеток из-за массивных нарушений в системе репарации ДНК и регуляции апоптоза, в частности, кроме ERCC1 предлагается в качестве такого маркера сурвивин [41]. Сведения, касающиеся лечения мезотелиомы брюшины пеметрекседом, очень скудны. Ориентируясь на данные, касающиеся мезотелиомы плевры, можно сказать, что активация PI3K/AKT-пути в том или ином виде через стимуляцию тирозинкиназных рецепторов или мутацией генов, кодирующих белки данного сигнально пути, негативно сказывается на эффективности терапии [46, 55]. Отмечено, что высокая экспрессия остеопонтина (SPP1/OPN) ассоциирована с эффективностью пеметрекседа [55], причем в этом случае анализ экспрессии методом количественной ПЦР оказался чувствительнее ИГХ. Заключение Мезотелиома брюшины - редкая опухоль, происходящая из мезотелия, которая имеет ряд отличий от мезотелиомы плевры, в том числе и на молекулярном уровне, что позволяет рассматривать ее как отдельный вид мезотелиомы. Локализация мезо- телиомы брюшины ставит ряд актуальных дифференциально-диагностических задач. Молекулярные особенности опухоли позволяют проводить дифференциальную диагностику с вторичным поражением брюшины и с доброкачественными или реактивными изменениями мезотелия. Прогноз течения мезотелиомы брюшины определяется комплексом клинических, морфологических и молекулярно-генетических факторов. Молекулярный портрет опухоли в силу ее редкости изучен недостаточно, но нарушение экспрессии белка р16 является одним из ключевых механизмов в патогенезе по крайней мере части мезотелиом брюшины. В целом описанные в литературе молекулярные изменения неспецифичны и характерны для многих видов эпителиальных опухолей, тем не менее они могут стать опорной точкой для планирования таргетной терапии, в частности препаратами против EGFR.

About the authors

Amir G. Abdullaev

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

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

N. K Shakhpazyan

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

115478, Moscow, Russian Federation

B. E Polockiy

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

115478, Moscow, Russian Federation

L. V Mekheda

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

115478, Moscow, Russian Federation

M. I Davydov

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

115478, Moscow, Russian Federation

References

Supplementary files