Molecular genetics features of anaplastic thyroid carcinoma

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

INTRODUCTION: Anaplastic thyroid carcinoma (ATC) is the most aggressive type of thyroid cancer accounting for 1–2% of all malignancies. Systemic therapy remains the main treatment strategy. Targeted therapy and immunotherapy are prescribed when certain molecular genetic aberrations are detected.

THE AIM: To investigate the molecular genetic profile of samples of anaplastic thyroid carcinoma.

MATERIALS AND METHODS: The study included 37 patients with ATC. Mutation V600E BRAF, mutations in the gene NRAS and KRAS were detected by allele-specific polymerase chain reaction (AS-PCR). Microsatellite instability (MSI) was determined by fragment analysis in according to ESMO recommendations. Mutations in the promoter region of the TERT gene were used by Sanger sequencing. NTRK1, EML4-ALK, PAX8/PPARy и RET/PTC translocations were determined in all patients with ATC by real-time polymerase chain reaction (PCR).

RESULTS: According to the results of the study, the frequency of the V600E mutation in the BRAF gene was 32.4% (12/37). The frequency of aberrations in the NRAS, KRAS genes in anaplastic thyroid carcinoma was 13.5% (n=5). The prevalence of point mutations in the promoter gene TERT in food samples of ATC was 24.3% (n=9). MSI was found in 2.7% (1/37) of cases of anapalastic thyroid carcinoma. NTRK1, EML4-ALK, PAX8/PPARy and RET/PTC translocations were not detected in cases with anaplastic thyroid carcinoma.

CONCLUSION: The further study of the main specific molecular targets in cancer cells will allow to personalize the tactics of patients with anaplastic thyroid carcinoma.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Анапластическая карцинома щитовидной железы (АКЩЖ) представляет собой наиболее агрессивный вариант рака щитовидной железы, на долю которого приходится 1–2% случаев всех злокачественных опухолей [1]. В настоящее время стандарт лечения данного заболевания включает химиотерапию, лучевую терапию и хирургическое лечение. Однако в связи с низкой эффективностью лечения показатели общей выживаемости крайне низки; согласно анализу базы данных SEER, с 1986 по 2015 год средняя общая выживаемость составляет 3,16 мес. Ежегодная заболеваемость АКЩЖ варьируется от 0,9 до 9,8% среди всех случаев рака щитовидной железы [2, 3]. В последнее время наметился значительный прогресс в лечение АКЩЖ, связанный с активным развитием и внедрением системной терапии, в частности таргетной терапии и иммунотерапии, основанных на выявлении определённых молекулярно-генетических аберраций.

Канцерогенез АКЩЖ рассматривается с точки зрения двух теорий: а) возникновение мутаций de novo без признаков ранее существовавших неоплазий из фолликулярного эпителия и б) эволюционной теории. Нередко ответить на вопрос, относится ли опухоль к первой или второй группе, не представляется возможным.

Вместе с тем предпочтительной теорией канцерогенеза АКЩЖ является эволюционная теория, согласно которой данный тип — результат этапной трансформации предсуществующих неоплазий: фолликулярная аденома, высокодифференцированная карцинома (высокодифференцированный рак щитовидной железы, ВРЩЖ), папиллярный или фолликулярный подтипы. Исследование генетических особенностей ВРЩЖ и АКЩЖ демонстрирует заметные различия: АКЩЖ характеризуется бόльшим количеством мутаций, чем ВРЩЖ [4]. Эти данные свидетельствуют о постепенном накоплении аберраций и отражают переход более дифференцированной опухоли в менее дифференцированную или недифференцированную карциному. Динамика молекулярно-генетической картины опухоли подтверждает возможность анапластической трансформации и является отражением эволюционной теории. Таким образом, генетические события можно подразделить на «ранние» и «поздние» [5].

Мутации в генах семейства RAS и BRAF определяют как «ранние» или ключевые события [5–7]. Это подтверждается частым обнаружением таких генетических изменений в ВРЩЖ и последующей детекцией их в анапластических аналогах, подтверждая связь между ними.

К наиболее частым «поздним» изменениям, связанным непосредственно с дедифференцировкой, а, вероятно, иногда и прогрессией ВРЩЖ, относятся соматические мутации в гене TP53, изменения в промотерном регионе TERT и нарушение регуляции пути PI3K/PTEN/AKT [8, 9].

В ходе геномного профилирования образцов АКЩЖ в исследовании 2018 года были предложены 4 молекулярных подтипа рака. Тип 1 включает в себя опухоли с мутациями гена BRAF (V600E) и генетическим ландшафтом, характерным для папиллярного рака щитовидной железы. Тип 2 характеризуется мутацией семейства RAS, чаще NRAS, которые, вероятно, возникли из фолликулярных неоплазий (фолликулярная аденома). Тип 3 представлен опухолями с высокой мутационной нагрузкой, отражающейся в следующих генетических изменениях: микросателлитной нестабильности (microsatellite instability, MSI), часто встречаемых мутациях гена PTEN и амплификации хромосом 4q12 или 9p24.1. Наконец, тип 4 — смешанные опухоли, которые содержат преимущественно мутации в генах, регулирующих клеточный цикл (CDKN2A и CDKN2B), и не обладают чётко определённым дифференцированным предшественником. Эти опухоли не развиваются из ранее существовавшей карциномы, а формируются de novo [4]. Вместе с тем существенный недостаток данной систематики — отсутствие оценки роли транслокаций в молекулярно-генетической структуре АКЩЖ.

Мутация BRAF V600E является наиболее распространённым «ранним» событием в многоступенчатой модели канцерогенеза АКЩЖ. BRAF-ассоциируемая АКЩЖ коррелирует с определённым дифференцированным предшественником — папиллярным раком щитовидной железы — и характеризуется тенденцией к метастазированию в регионарные лимфатические узлы [8, 10]. В настоящее время выявление мутации BRAF V600E терапевтически значимо; в 2018 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) одобрило применение первой комбинациии для лечения BRAF + АКЩЖ — дабрафениб + траметиниб.

Другим вероятным «ранним» событием АКЩЖ являются мутации в генах семейства RAS (KRAS, HRAS, NRAS). Данные аберрации связаны с фолликулярным гистотипом рака щитовидной железы, включая фолликулярную аденому, высокодифференцированную фолликулярную карциному и фолликулярный тип папиллярной карциномы щитовидной железы [11].

Наиболее распространёнными «поздними» событиями являются соматические мутации в промотерном регионе гена TERT, а именно С228Т и С250Т. Они являются маркёром неблагоприятного прогноза независимо от гистологического варианта. Данные указывают на устойчивую связь между TERT-мутациями и развитием более агрессивного течения опухоли щитовидной железы [12, 13]. В случаях, когда данные аберрации ко-мутируют с BRAF (V600E), мутациями в генах семейства RAS или транслокациями NTRK1, у пациентов наблюдается наиболее неблагоприятный прогноз и более низкие показатели общей выживаемости [8, 14].

Причинами злокачественной трансформации могут быть и ряд других транслокаций, таких как RET/PTC, NTRK1, PAX8-PPRG, ALK. Некоторые аберрации являются потенциальными терапевтическими мишенями для назначения таргетной терапии: в частности, NTRK-позитивные опухоли характеризуются чувствительностью к ингибиторам TRK, таким как ларотректиниб [14]. В то же время был описан случай ALK-положительной АКЩЖ, который продемонстрировал отличный ответ на терапию специфическим ингибитором ALK — кризотинибом [15].

Другая особенность молекулярно-генетического профиля АКЩЖ — редкий феномен MSI, маркёра дефекта системы репарации ДНК MMR (mismatch repair system), что приводит к накоплению ошибок в микросателлитах, отражая нестабильность генома опухоли. MSI не коррелирует с каким-либо конкретным фенотипом АКЩЖ. Согласно данным исследований, MSI также не обладает высокой прогностической значимостью с точки зрения показателя выживаемости [8]. Однако обнаружение MSI — фактор, предсказывающий высокую чувствительность опухоли к иммунной терапии за счёт формирования неоэпитопов, которые отвечают за иммунный ответ [16, 17].

Таким образом, АКЩЖ, как правило, является результатом анапластической трансформации предсуществующих неоплазий из фолликулярного эпителия, а её молекулярно-генетический профиль сложен и разнообразен. Понимание особенностей профиля имеет клиническое значение, так как мутации не только определяют агрессивность и прогноз опухоли, но и служат предиктором таргетной терапии или иммунотерапии. В настоящее время продолжаются исследования, направленные на изучение особенностей молекулярно-генетической структуры АКЩЖ, что позволяет воссоздать наиболее полную картину возможных генетических событий.

Целью нашей работы являлось исследование молекулярно-генетического профиля образцов анапластической карциномы щитовидной железы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Образцы пациентов. Исследование включало 37 пациентов с установленным диагнозом «анапластическая карцинома щитовидной железы». Материал был собран в Национальном центре клинической морфологической диагностики (Санкт-Петербург), молекулярно-генетические исследования выполнены в лаборатории диагностики аутоиммунных заболеваний при Первом Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. академика И.П. Павлова. Тридцать семь фиксированных формалином, залитых в парафин образцов с опухолевым материалом получены в результате хирургического лечения опухоли. Клинико-морфологические данные больных, включённых в исследование, представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Клинико-морфологические данные пациентов, включённых в исследование

Table 1. Clinical and morphological data of patients included in the study

Характеристика

Абс. число/%

Пол:

мужской

женский

9/24,0

28/76,0

Возраст:

<60 лет

60 лет и старше

10/27,0

27/73,0

Локализация опухоли:

правая доля

левая доля

обе доли

перешеек

неизвестно

7/19,0

8/21,6

3/8,1

1/2,7

18/48,6

Размеры опухоли:

<5 см

>5 см

неизвестно

11/29,7

12/32,4

14/37,9

Гистологический тип предсуществующего ВРЩЖ:

папиллярная карцинома

фолликулярная карцинома

гюртлеклеточная карцинома

неизвестно

12/35,1

9/24,0

2/5,4

16/43,2

Поражение лимфатических узлов:

вовлечение лимфатических узлов

отсутствие поражения лимфатических узлов

неизвестно

8/21,6

3/8,1

26/70,1

Примечание: ВРЩЖ — высокодифференцированный рак щитовидной железы.

Note: ВРЩЖ — well-differentiated thyroid cancer.

  

Экстракция ДНК. Экстракцию ДНК осуществляли из фиксированного формалином и залитого в парафин операционного материала колоночным методом. Далее определяли концентрацию выделенной ДНК и оценивали наличие контаминации в элюате с помощью соотношения A260/A280 с использованием спектрофотометра BioDrop UV/VIS (SERVA, Германия). Образцы ДНК хранили при температуре –20 °С.

Экстракция РНК. Для выделения РНК из операционного материала использовали колоночный метод. Следующим этапом осуществляли синтез комплементарной ДНК (кДНК) на РНК-матрице с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с обратной транскрипцией с применением набора «Реверта-L» (ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Россия). Амплификацию проводили посредством ДНК-амплификатора T100 Thermal Cycler (Bio-Rad, США).

BRAF (V600E). Точечные мутации BRAF (V600E) определяли методом ПЦР-РВ (полимеразная цепная реакция в реальном времени). В состав реакционной смеси входили вода, праймеры, готовый мастер-микс iTaq Universal SYBR Green Supermix (Bio-Rad, США) и ДНК в концентрации 2,5 мг на 1 мкл. В исследовании использовали праймеры как для мутантного, так и для «дикого» аллеля гена BRAF [18]. Амплификацию и анализ результатов осуществляли на анализаторе LightCycler 96 (ROCHE, Швейцария/Германия).

Мутации в генах семейства RAS. С помощью метода ПЦР-РВ с последующим анализом кривых плавления определяли точечные мутации в генах семейства RAS, включая во втором, третьем экзонах NRAS и во втором, третьем экзонах KRAS. Для ПЦР использовали реактивы из набора LightCycler 480 High Resolution Melting Master (Roche Diagnostics GmbH, Германия). Амплификацию и анализ результатов осуществляли с использованием анализатора LightCycler 96 (ROCHE, Швейцария/Германия).

Полученные результаты подтверждали методом ПЦР-РВ с использованием реактивов коммерческого набора Colorectal Cancer Mutation Detection Panel for Real-Time PCR (EntroGen, США). Амплификацию и анализ результатов также осуществляли на анализаторе LightCycler 96 (ROCHE, Швейцария/Германия).

Мутации в промотерном регионе гена TERT. Идентификацию точечных мутаций в промотерном регионе гена TERT проводили с помощью ПЦР и методики секвенирования по Сэнгеру. Амплификацию выполняли посредством ДНК-амплификатора T100 Thermal Cycler (Bio-Rad, США). Реакционная смесь в конечном объеме 19,2 мкл содержала воду, FailSafe PCR 2x PreMixes, праймеры, ДНК-полимеразу DreamTaq (Thermo Fisher Scientific, США) и 1 мкл ДНК. Условия ПЦР подбирались самостоятельно. Для визуализации результатов амплификации и определения наличия ПЦР-продукта использовали метод горизонтального электрофореза в 1,5% агарозном геле. Секвенирование ДНК проводили с помощью набора реактивов ABI PRISM BigDye Terminator v. 3.1. (Thermo Fisher Scientific, США). Далее продукт был очищен и идентифицирован с помощью капиллярного электрофореза с использованием генетического анализатора ABI PRISM 3500 (Applied Biosystems, США). Полученные данные проанализированы посредством программного обеспечения Mutation Surveyor (SoftGenetics, США).

Микросателлитная нестабильность. MSI в исследуемых образцах определяли с помощью фрагментного анализа с использованием панели праймеров к мононуклеотидным маркёрам (NR21, NR24, NR27, BAT25 и BAT26) в соответствии с рекомендациями ESMO [19]. Для увеличения чувствительности реакции мононуклеотидные маркёры были разделены на 2 реакции: BAT (BAT-25, BAT-26) и NR (NR-21, NR-24, NR-27). ПЦР выполняли с использованием реактивов набора Encyclio Plus PCR kit («Евроген», Россия). Продукт, полученный в ходе ПЦР, был разделён и идентифицирован с помощью капиллярного электрофореза с использованием генетического анализатора ABI PRISM 3500 (Applied Biosystems, США). Для анализа полученных данных использовали программное обеспечение GeneMarker (SoftGenetics, США).

Определение транслокаций PAX8/PPARy и RET/PTC. Транслокации RET/PTC и PAX8/PPARγ определяли методом ПЦР-РВ. ПЦР выполняли с использованием реактивов коммерческого набора Thyroid Cancer Fusion Gene Detection Kit (EntroGen, США). Реакционная смесь была представлена водой, MgAc, Mix One-Step PCR Reaction, праймер-миксом и РНК. Амплификацию и анализ результатов осуществляли с использованием анализатора LightCycler 96 (ROCHE, Швейцария/Германия).

Определение транслокаций генов NTRK и ALK. Для обнаружения в исследуемых образцах транслокаций NTRK1 (TPM3-NTRK1) и EML4-ALK выделенную из фиксированного формалином и залитого парафином материала мРНК первостепенно подвергли ПЦР с обратной транскрипцией, в результате которой получили комплементарную ДНК (кДНК). Далее был применён метод ПЦР-РВ с использованием анализатора LightCycler 96 (ROCHE, Швейцария/Германия). В состав реакционной смеси входили вода, Master Mix (Thermo Fisher Scientific, Литва), праймеры и кДНК.

Статистический анализ. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью программы GraphPad Prism v. 8.2.1 (GraphPad Software Inc., США). Для сравнения групп по качественным признакам применяли точный критерий Фишера. Считалось, что p <0,05 указывает на статистически значимое различие.

РЕЗУЛЬТАТЫ

BRAF V600E. Распространённость аберрации BRAF V600E при АКЩЖ составила 32,4% (n=12). Из них BRAF V600E-положительные опухоли морфологически характеризовались участками сохранившейся папиллярной карциномы (18,90%, n=7, p=0,0016), глубокой инвазией в мягкие ткани паратиреоидной области (83,30%, n=10, p=0,0211), участками некроза (25,0%, n=3, p=0,0005), сосудистой инвазией (33,30%, n=4, p=0,3885). Отмечены также вторичные изменения в виде гиалиноза, кистозной трансформации, кровоизлияний, отложения гемосидерина и холестериновых гранулем (16,47%, n=2, p=1,0000), метастатическое поражение лимфатических узлов (50,0%, n=6, p=0,0046) и выраженный тиреоидит, как фибринозный, так и лимфоцитарный (Хашимото) (25,0%, n=3, p=0,4125).

Гены семейства RAS. Общая распространённость аберраций в генах семейства RAS при АКЩЖ составила 13,5% (n=5). Среди пяти случаев у четырёх пациентов были обнаружены замены Q61 в 3-м экзоне гена NRAS, а у одного — замена G12 во 2-м экзоне гена KRAS. Морфологически опухоли характеризовались участками сохранившейся фолликулярной карциномы (40,0%, n=2, p=0,1906), участками крупноочагового некроза (100,0%, n=5, p <0,0001), глубокой инвазией в мягкие ткани паратиреоидной области (60,0%, n=3, p=0,7515), сосудистой инвазией (60,0%, n=3, p=0,1307). Отмечены также вторичные изменения в виде гиалиноза, кистозной трансформации, кровоизлияний, отложения гемосидерина и холестериновых гранулём (40,0%, n=2, p=0,0326), выраженный очаговой лимфоцитарный тиреоидит (Хашимото) (40,0%, n=2, p=0,0685) и диффузный зоб (40,0%, n=2, p=0,1255).

Мутаций в 2-м экзоне гена NRAS и 3-м экзоне гена KRAS в исследуемых образцах АКЩЖ не обнаружено.

Ген TERT. Распространённость точечных мутаций в промотерном регионе гена TERT в исследуемых образцах АКЩЖ составила 24,3% (n=9). Из них спектр верифицированных мутаций был представлен C228Т (66,7%, n=6), C227T (11,1%, n=1), C225T (11,1%, n=1), C228T + C243T (11,1%, n=1). Два образца АКЩЖ характеризовались сосуществованием C228Т и C227T с аберрациями в 3-м экзоне гена NRAS. Три BRAF V600E-положительных образца были ко-мутированы с точечной мутацией C228T + C243T (11,1%, n=1) и C228Т (22,2%, n=2).

Микросателлитная нестабильность. Распространённость микросателлитной нестабильности при АКЩЖ составила 2,7% (n=1). MSI была обнаружена у женщины 78 лет с опухолью щитовидной железы размерами 7,5×6×4,5 см, с некрозами, периневральным ростом, глубокой инвазией в прилежащие фиброзно-жировую и мышечную ткани на фоне предсуществующей папиллярной карциномы с метастазами в лимфатических узлах. MSI-позитивный случай не характеризовался наличием опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов, при этом MSI-положительный образец опухоли характеризовался ко-экспрессией с аберрацией BRAF V600E.

Транслокаций NTRK1, EML4-ALK, PAX8/PPARy и RET/PTC в исследуемых образцах АКЩЖ не обнаружено.

Распределение аберраций в результате генотипирования опухолевых образцов АКЩЖ представлено в табл. 2

 

Таблица 2. Распределение аберраций в образцах анапластической карциномы щитовидной железы

Table 2. Distribution of genetic aberrations in cases of anaplastic thyroid carcinoma

Аберрация

Абс. число/%

BRAF V600E

12/32,4

Гены семейства RAS:

KRAS G12

NRAS Q61

5/13,5

1/2,7

4/10,8

Ген TERT:

C228Т

C227T

C225T

C228T + C243T

9/24,0

6/16,2

1/2,7

1/2,7

1/2,7

Микросателлитная нестабильность

1/2,7

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Анапластическая карцинома щитовидной железы, как правило, является результатом прогрессии предсуществующей неоплазии щитовидной железы. В настоящее время данные о молекулярно-генетическом профиле опухоли и понимание важнейших молекулярных механизмов, лежащих в основе канцерогенеза, позволяют рассматривать новые перспективные мишени для терапии и разрабатывать новые стратегии лечения. В основе персонализации лечения пациентов с АКЩЖ лежат таргетная терапия и иммунотерапия. Генотипирование опухоли служит основополагающим моментом для назначения системного лечения, оценки его перспективности для конкретного больного и оценки прогноза течения самого заболевания.

Нестабильность генома играет основополагающую роль в канцерогенезе АКЩЖ, включая многочисленные соматические мутации, транслокации, а также, хотя и редкий, феномен MSI.

Молекулярно-генетическими событиями, лежащими в основе канцерогенеза АКЩЖ, являются аберрации нисходящего многокомпонентного каскада RAS-MAPK — соматические мутации в генах семейства RAS и BRAF. В ходе исследования, как и ожидалось, BRAF и RAS ни в одном случае АКЩЖ не встречались одновременно. Данные события являются «ключевыми» согласно эволюционной теории развития и взаимоисключающими друг друга [5–7].

Распространённость мутации BRAF V600E при АКЩЖ составила 32,4%. Сообщаемая частота встречаемости данной аберрации в исследованиях N. Pozdeyev с соавт. [4], I. Landa с соавт. [6], M. Rashid с соавт. [20], I. Sugitani с соавт. [21] варьирует от 11 до 45%. Высокая распространённость мутации BRAF V600E и обнаружение участков сохранившейся папиллярной карциномы в 58,3% образцов (n=7) подтверждают концепцию происхождения АКЩЖ в результате прогрессирующей дедифференцировки BRAF-позитивного ВРЩЖ [22, 10].

В ходе данного исследования образцы АКЩЖ морфологически не характеризовались наличием опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов. Однако, согласно данным V. Gunda с соавт. [23], микроокружение данного гистотипа рака щитовидной железы демонстрирует не только выраженную инфильтрацию Т-клетками и М2-поляризованными макрофагами, ассоциированными с опухолью, но и низкий уровень NK-клеток по сравнению с другими подтипами рака щитовидной железы. В частности, BRAF-ассоциируемые формы рака щитовидной железы, согласно T.E. Angell и соавт. [24], E. Brauner с соавт. [25] демонстрируют повышенную экспрессию PD-L1 злокачественными клетками. Агрессивность клинической картины АКЩЖ свидетельствует о том, что, несмотря на выраженный объём опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов, противоопухолевый иммунитет неэффективен. Это объясняется высоким уровнем экспрессии PD-L1 и истощением пула Т-клеток. Тройная терапия, включающая ингибиторы BRAF и MEK в сочетании с иммунотерапией, является многообещающим направлением в лечении АКЩЖ [20, 25, 26].

Распространённость мутаций в генах семейства RAS (KRAS, NRAS) в ходе данного исследования составила 13,5%. Спектр замен в подавляющем большинстве случаев был представлен мутациями в 61-м кодоне гена NRAS и в 12-м кодоне гена KRAS. Мутаций во 2-м экзоне гена NRAS и 3-м экзоне гена KRAS в исследуемых образцах АКЩЖ не обнаружено. Сообщаемая частота встречаемости данной аберрации в исследованиях I. Landa [6], B. Xu [8], N. Ravi с соавт. [27] варьирует от 19 до 44% [5, 28]. В результате молекулярного профилирования 34 случаев АКЩЖ, описанных в работе M. Rashid с соавт. [20], мутации в генах семейства RAS были обнаружены в 11,8% случаев, что близко к показателям, полученным в нашем исследовании. Наиболее часто описываемыми заменами являются мутации в 61-м кодоне гена NRAS — Q61K, Q61L, Q61R и Q61H. Описание сохранившихся участков фолликулярной неоплазии в образцах АКЩЖ для RAS-положительных опухолей соответствует парадигме эволюционной теории канцерогенеза опухоли [8, 10].

Прогностическая значимость аберрации в генах семейства RAS на сегодняшний день остаётся открытым вопросом. W.A. Lai с соавт. [29] изучили корреляцию между RAS-ассоциируемой АКЩЖ и показателями общей выживаемости. Исследование продемонстрировало, что данное молекулярное событие связано с более низкой выживаемостью пациентов.

Морфологическая картина BRAF- и RAS-положительных опухолей разнилась. Гистологическая архитектоника BRAF-ассоциированных случаев в подавляющем большинстве случаев характеризовалась глубокой инвазией в мягкие ткани паратиреоидной области и метастатическим поражением лимфатических узлов, в то время как сосудистая инвазия и инвазия в капсулу встречались гораздо реже. В случае RAS-положительных образцов чаще описывались участки сохранившейся фолликулярной неоплазии, крупноочаговые некрозы, а также опухолевая сосудистая инвазия. По некоторым данным, BRAF-ассоциированные опухоли щитовидной железы морфологически считаются инвазивной формой рака, склонной к лимфогенной диссеминации, в то же время RAS-ассоциированные варианты характеризуются выраженной сосудистой инвазией и отдалённым метастазированием [23]. Однако достаточных данных о наличии отдалённых метастазов у пациентов, включённых в наше исследование, мы не имели.

Распространённость соматической мутации в промоторном регионе гена TERT при АКЩЖ составила 24%. Однако суммарная распространённость данных замен гораздо ниже сообщаемой в других исследованиях. Точечные мутации гена TERT являются наиболее часто встречающимися молекулярными событиями. Сообщаемая частота верификации аберраций достигает 73% [22]. Замены C228T и C250T являются наиболее распространёнными (37,7 и 4,1% соответственно) [30].

Возможными причинами существенной разницы между полученными и ожидаемыми данными могут быть неоднородность опухоли, низкая копийность образцов и разная чувствительность методов детекции в исследованиях. В данном исследовании методом выбора оценки нуклеотидной последовательности промотерного региона гена TERT было секвенирование по Сэнгеру. Существенным недостатком данного метода является аналитическая чувствительность, которая составляет 20,0% относительной концентрации мутаций в гене TERT [31]. Таким образом, в дальнейшем для повышения чувствительности исследования предполагается использовать методику детекции ПЦР-РВ.

Мутации в гене TERT считаются фактором неблагоприятного прогноза, ассоциируясь с прогрессией заболевания и меньшей общей выживаемостью. В то же время обнаружение сочетания мутаций BRAF V600E или мутаций в генах семейства RAS с аберрациями в промотерном регионе гена TERT коррелирует с ещё более агрессивным поведением опухоли по сравнению с мутациями в генах семейства RAS изолированно [32].

Анапластическая карцинома щитовидной железы характеризуется феноменом MSI. Распространённость микросателлитной нестабильности в нашем исследовании составила 2,7%. MSI-позитивный случай не характеризовался наличием опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов.

Сообщаемая частота встречаемости MSI-положительных опухолей щитовидной железы достигает 15% [4, 33–35]. Молекулярный профиль АКЩЖ включает небольшую долю опухолей, которые демонстрируют приобретённые мутации в генах системы репарации ДНК. Данные различных исследований о взаимосвязи MSI-ассоциированных АКЩЖ и клинического исхода пациентов противоречат друг другу, что, возможно, отражает различия в выборках.

Другой темой дискуссий остаётся роль MSI в процессах инициации и дедифференцировки рака щитовидной железы. Однозначно ответить на вопрос, относится ли MSI к «ранним» или «поздним» молекулярным событиям, пока невозможно, так как она обнаруживается не только на этапах низкодифференцированного рака щитовидной железы или АКЩЖ, но в образцах высокодифференцированных гистотипов — фолликулярного рака щитовидной железы и папиллярного рака щитовидной железы [12].

Установлено, что пациенты, характеризующиеся MSI-положительным статусом, обладали более благоприятным прогнозом и продемонстрировали значительно более высокую инфильтрацию иммунными клетками и экспрессию PD-1 и PD-L1, что может служить точкой приложения иммунотерапии. Таким образом, реальная распространённость статуса MSI при АКЩЖ ещё нуждается в чётком определении с особым упором на экспрессию белка PD-L1. Молекулярное профилирование опухоли имеет значение в диагностике АКЩЖ не только по прогностическим причинам, но и по терапевтическим.

В ходе данного исследования транслокаций NTRK1, EML4-ALK, PAX8/PPARy и RET/PTC в образцах АКЩЖ обнаружено не было. Результаты аналогичны данным геномного профилирования 33 пациентов с АКЩЖ, опубликованных в исследовании 2016 года I. Landa с соавт. [6].

Данные аберрации действительно считаются относительно редким событием для АКЩЖ. Их распространённость составляет 3–5% [14, 8]. Наиболее часто встречаемой аберрацией при АКЩЖ является RET/PTC, тогда как NTRK и ALK обнаруживаются гораздо реже. Данные о распространённости транслокаций в молекулярном профиле рака щитовидной железы в исследованиях существенно варьируют, что может быть объяснено этническими и географическими особенностями, разной чувствительностью методов детекции, а также, возможно, гетерогенностью опухоли [36]. Однако, несмотря на низкую частоту встречаемости транслокаций, NTRK1, EML4-ALK, PAX8/PPARy и RET/PTC и факторы, которые могут повлиять на оценку, перестройки, остаются терапевтически значимыми мишенями, которые могут быть верифицированы и должны быть включены в перечень исследуемых аберраций.

Тем не менее в ходе исследования 43% случаев АКЩЖ (n=16) не характеризовались ни одной из исследованных аберрацией. Возможными причинами могут быть неоднородность опухоли, низкая копийность образцов и чувствительность методов детекции. С другой стороны, канцерогенез АКЩЖ может быть связан с более редкими и менее изученными мутациями в других сигнальных путях. G. Garcia-Rostan с соавт. [37] описывают аберрации в гене CTNNB1, кодирующем β-катенин, которые встречаются более чем в 60% случаев АКЩЖ. Точечные мутации в 3-м экзоне гена CTNNB1 приводят к конститутивной активации внутриклеточного Wnt-сигнального пути. В более редких случаях профиль АКЩЖ связан с нарушением регуляции PI3K/Akt-сигнального пути, выступающего в качестве «позднего» молекулярного события в канцерогенезе АКЩЖ. Описывают активирующие мутации генов PIK3CA и AKT1, распространённость событий в которых составляет 15 и 18% соответственно, и аберрации негативного регулятора PI3K/Akt-сигнального пути гена PTEN, приводящие к потере его функции в 17% случаев [29].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование особенностей молекулярно-генетического профиля анапластической карциномы щитовидной железы нуждается в дальнейшем изучении. Выявление молекулярных паттернов позволит персонализировать тактику ведения пациентов с анапластическим раком щитовидной железы, улучшить прогноз и показатели выживаемости пациентов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Исследование выполнено и опубликовано за счёт финансирования по месту работы авторов.

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: А.К. Мусонова — разработка дизайна исследования, обзор публикаций по теме статьи, анализ полученных данных, статистический анализ, написание текста статьи, выполнение исследования молекулярно-генетических особенностей анапластической карциномы щитовидной железы; В.Д. Назаров, Д.В. Сидоренко, А.А. Мусаелян, Е.А. Алексеева, Д.А. Кузовенкова — разработка дизайна исследования, обзор публикаций по теме статьи, анализ полученных данных, написание текста статьи; Е.С. Козорезова, С.Л. Воробьев, С.В. Орлов, А.В. Мазинг, С.В. Лапин — разработка дизайна исследования, анализ полученных данных, научное редактирование статьи; В.Л. Эмануэль — анализ полученных данных, научное редактирование статьи.

ADDITIONAL INFORMATION

Financing source. The study was carried out and published at the expense of funding at the place of work of the authors.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors confirm the compliance of their authorship, according to international ICMJE criteria (all authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of dat for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published. A.K. Musonova — developing the research design, reviewed relevant literature, analysis of the obtained data, statistical analysis, article writing, performing a molecular genetics features of anaplastic thyroid carcinoma; V.D. Nazarov, D.V. Sidorenko, A.A. Musaelyan, E.A. Alekseeva, D.A. Kuzovenkova — developing the research design, reviewed relevant literature, analysis of the obtained data, article writing; E.S. Kozorezova, S.L. Vorobev, S.V. Orlov, А.V. Mazing, S.V. Lapin — developing the research design, analysis of the obtained data, scientific editing of the article; V.L. Emanuel — analysis of the obtained data, scientific editing of the article.

Conflict of interests. All authors confirmed absence conflict of interest

×

About the authors

Anastasia K. Musonova

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: amusonova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0986-5150
SPIN-code: 8719-8518
Russian Federation, Saint Petersburg

Vladimir D. Nazarov

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: nazarov19932@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9354-8790
SPIN-code: 5072-7229

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Daria V. Sidorenko

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: si-do-renko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8503-0759
SPIN-code: 4978-3190
Russian Federation, Saint Petersburg

Aram A. Musaelyan

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University; Research Institute of Medical Primatology

Email: a.musaelyan8@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7570-2256
SPIN-code: 1093-3044

Junior Research Associate

Russian Federation, Saint Petersburg; Sochi

Ekaterina A. Alekseeva

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: kkatealex96@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7341-419X
Russian Federation, Saint Petersburg

Daria A. Kuzovenkova

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: Kuzovenkovadasha@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0087-0917
Russian Federation, Saint Petersburg

Evgeniya S. Kozorezova

National Center for Clinical Morphological Diagnostics

Email: pdclient@ncmd.ru
ORCID iD: 0000-0002-3659-7510

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey L. Vorobev

National Center for Clinical Morphological Diagnostics

Email: ncmd@ncmd.ru
ORCID iD: 0000-0002-7817-9069
SPIN-code: 5920-0603

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey V. Orlov

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University; Research Institute of Medical Primatology

Email: mail@primatologia.ru
ORCID iD: 0000-0001-6080-8042
SPIN-code: 7517-4104

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Corresponding Member of the RAS

Russian Federation, Saint Petersburg; Sochi

Aleksandrа V. Mazing

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: alex_mazing@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3055-6507
SPIN-code: 4458-4633

MD, Cand. Sci. (Med.), Senior Research Associate

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey V. Lapin

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: svlapin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4998-3699
SPIN-code: 9852-7501

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Vladimir L. Emanuel

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: vladimirem1@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2079-0439
SPIN-code: 1177-4802

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Pereira M, Williams VL, Hallanger Johnson J, Valderrabano P. Thyroid cancer incidence trends in the United States: association with changes in professional guideline recommendations. Thyroid. 2020;30(8):1132–1140. doi: 10.1089/thy.2019.0415
  2. Lin B, Ma H, Ma M, et al. The incidence and survival analysis for anaplastic thyroid cancer: a SEER database analysis. Am J Transl Res. 2019;11(9):5888–5896.
  3. Maniakas A, Dadu R, Busaidy NL, et al. Evaluation of overall survival in patients with anaplastic thyroid carcinoma, 2000–2019. JAMA Oncol. 2020;6(9):1397–1404. doi: 10.1001/jamaoncol.2020.3362
  4. Pozdeyev N, Gay LM, Sokol ES, et al. Genetic analysis of 779 advanced differentiated and anaplastic thyroid cancers. Clin Cancer Res. 2018;24(13):3059–3068. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-18-0373
  5. Volante M, Lam AK, Papotti M, et al. molecular pathology of poorly differentiated and anaplastic thyroid cancer: what do pathologists need to know? Endocr Pathol. 2021;32:63–76. doi: 10.1007/s12022-021-09665-2
  6. Landa I, Ibrahimpasic T, Boucai L, et al. Genomic and transcriptomic hallmarks of poorly differentiated and anaplastic thyroid cancers. J Clin Invest. 2016;126(3):1052–1066. doi: 10.1172/JCI85271
  7. Quiros RM, Ding HG, Gattuso P, et al. Evidence that one subset of anaplastic thyroid carcinomas are derived from papillary carcinomas due to BRAF and p53 mutations. Cancer. 2005;103(11):2261–2268. doi: 10.1002/cncr.21073
  8. Xu B, Fuchs T, Dogan S, et al. Dissecting anaplastic thyroid carcinoma: a comprehensive clinical, histologic, immunophenotypic, and molecular study of 360 cases. Thyroid. 2020;30(10):1505–1517. doi: 10.1089/thy.2020.0086
  9. Kebebew E, Greenspan FS, Clark OH, et al. Anaplastic thyroid carcinoma. Treatment outcome and prognostic factors. Cancer. 2005;103(7):1330–1335. doi: 10.1002/cncr.20936
  10. Yoo SK, Lee S, Kim SJ, et al. Comprehensive analysis of the transcriptional and mutational landscape of follicular and papillary thyroid cancers. PLoS Genet. 2016;12(8):e1006239. doi: 10.1371/journal.pgen.1006239
  11. Cancer Genome Atlas Research Network. Integrated genomic characterization of papillary thyroid carcinoma. Cell. 2014;159(3):676–690. doi: 10.1016/j.cell.2014.09.050
  12. Mitmaker E, Alvarado C, Bégin LR, Trifiro M. Microsatellite instability in benign and malignant thyroid neoplasms. J Surg Res. 2008;150(1):40–48. doi: 10.1016/j.jss.2007.12.760
  13. Ragazzi M, Torricelli F, Donati B, et al. Coexisting well-differentiated and anaplastic thyroid carcinoma in the same primary resection specimen: immunophenotypic and genetic comparison of the two components in a consecutive series of 13 cases and a review of the literature. Virchows Arch. 2021. 478(2):265–281. doi: 10.1007/s00428-020-02891-9
  14. Pekova B, Sykorova V, Mastnikova K, et al. NTRK fusion genes in thyroid carcinomas: clinicopathological characteristics and their impacts on prognosis. Cancers (Basel). 2021;13:1932. doi: 10.3390/cancers13081932
  15. Godbert Y, Henriques de Figueiredo B, Bonichon F, et al. Remarkable response to crizotinib in woman with anaplastic lymphoma kinase-rearranged anaplastic thyroid carcinoma. J Clin Oncol. 2015;33(20):e84–e87. doi: 10.1200/JCO.2013.49.6596
  16. Dudley JC, Lin MT, Le DT, Eshleman JR. Microsatellite Instability as a biomarker for PD-1 blockade. Clin Cancer Res. 2016;22(4):813–820. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-15-1678
  17. Le DT, Uram JN, Wang H, et al. PD-1 blockade in tumors with mismatch-repair deficiency. N Engl J Med. 2015;372(26):2509–2520. doi: 10.1056/NEJMoa1500596
  18. Jarry A, Masson D, Cassagnau E, et al. Real-time allele-specific amplification for sensitive detection of the BRAF mutation V600E. Mol Cell Probes. 2004;18(5):349–352. doi: 10.1016/j.mcp.2004.05.004
  19. Luchini C, Bibeau F, Ligtenberg MJL, et al. ESMO recommendations on microsatellite instability testing for immunotherapy in cancer, and its relationship with PD-1/PD-L1 expression and tumour mutational burden: a systematic review-based approach. Ann Oncol. 2019;30(8):1232–1243. doi: 10.1093/annonc/mdz116
  20. Rashid M, Agarwal A, Pradhan R, et al. Genetic alterations in anaplastic thyroid carcinoma. Indian J Endocrinol Metab. 2019;23(4):480–485. doi: 10.4103/ijem.IJEM_321_19
  21. Sugitani I, Miyauchi A, Sugino K, et al. Prognostic factors and treatment outcomes for anaplastic thyroid carcinoma: ATC research consortium of Japan cohort study of 677 patients. World J Surg. 2012;36(6):1247–1254. doi: 10.1007/s00268-012-1437-z
  22. Prete A, Borges de Souza P, Censi S, et al. Update on fundamental mechanisms of thyroid cancer. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:102. doi: 10.3389/fendo.2020.00102
  23. Gunda V, Gigliotti B, Ndishabandi D, et al. Combinations of BRAF inhibitor and anti-PD-1/PD-L1 antibody improve survival and tumour immunity in an immunocompetent model of orthotopic murine anaplastic thyroid cancer. Br J Cancer. 2018;119(10):1223–1232. doi: 10.1038/s41416-018-0296-2
  24. Angell TE, Lechner MG, Jang JK, et al. BRAF V600E in papillary thyroid carcinoma is associated with increased programmed death ligand 1 expression and suppressive immune cell infiltration. Thyroid. 2014;24(9):1385–1393. doi: 10.1089/thy.2014.0134
  25. Brauner E, Gunda V, Vanden Borre P, et al. Combining BRAF inhibitor and anti PD-L1 antibody dramatically improves tumor regression and anti tumor immunity in an immunocompetent murine model of anaplastic thyroid cancer. Oncotarget. 2016;7(13):17194–17211. doi: 10.18632/oncotarget.7839
  26. Jang EK, Song DE, Sim SY, et al. NRAS codon 61 mutation is associated with distant metastasis in patients with follicular thyroid carcinoma. Thyroid. 2014;24(8):1275–1281. doi: 10.1089/thy.2014.0053
  27. Ravi N, Yang M, Gretarsson S, et al. Identification of targetable lesions in anaplastic thyroid cancer by genome profiling. Cancers (Basel). 2019;11(3):402. doi: 10.3390/cancers11030402
  28. Bonhomme B, Godbert Y, Perot G, et al. Molecular pathology of anaplastic thyroid carcinomas: a retrospective study of 144 cases. Thyroid. 2017;27(5):682–692. doi: 10.1089/thy.2016.0254
  29. Lai WA, Liu CY, Lin SY, et al. Characterization of driver mutations in anaplastic thyroid carcinoma identifies RAS and PIK3CA mutations as negative survival predictors. Cancers (Basel). 2020;12(7):1973. doi: 10.3390/cancers12071973
  30. Liu R, Xing M. TERT promoter mutations in thyroid cancer. Endocr Relat Cancer. 2016;23(3):R143–R155. doi: 10.1530/ERC-15-0533
  31. Gomes A. Genetic testing techniques. In: Pediatric cancer genetics. 2018. P. 47–64. doi: 10.1016/B978-0-323-48555-5.00005-3
  32. Shen X, Liu R, Xing M. A six-genotype genetic prognostic model for papillary thyroid cancer. Endocr Relat Cancer. 2017;24(1):41–52. doi: 10.1530/ERC-16-0402
  33. Lazzereschi D, Palmirotta R, Ranieri A, et al. Microsatellite instability in thyroid tumours and tumour-like lesions. Br J Cancer. 1999;79(2):340–345. doi: 10.1038/sj.bjc.6690054
  34. Rocha ML, Schmid KW, Czapiewski P. The prevalence of DNA microsatellite instability in anaplastic thyroid carcinoma — systematic review and discussion of current therapeutic options. Contemp Oncol (Pozn). 2021;25(3):213–223. doi: 10.5114/wo.2021.110052
  35. Wong KS, Lorch JH, Alexander EK, et al. Clinicopathologic features of mismatch repair-deficient anaplastic thyroid carcinomas. Thyroid. 2019;29(5):666–673. doi: 10.1089/thy.2018.0716
  36. Romei C, Elisei R. RET/PTC translocations and clinico-pathological features in human papillary thyroid carcinoma. Front Endocrinol (Lausanne). 2012;3:54. doi: 10.3389/fendo.2012.00054
  37. Garcia-Rostan G, Camp RL, Herrero A, et al. Beta-catenin dysregulation in thyroid neoplasms: down-regulation, aberrant nuclear expression, and CTNNB1 exon 3 mutations are markers for aggressive tumor phenotypes and poor prognosis. Am J Pathol. 2001;158(3):987–996. doi: 10.1016/s0002-9440(10)64045-x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Musonova A.K., Nazarov V.D., Sidorenko D.V., Musaelyan A.A., Alekseeva E.A., Kuzovenkova D.A., Kozorezova E.S., Vorobev S.L., Orlov S.V., Mazing A.V., Lapin S.V., Emanuel V.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 86496 от 11.12.2023 г
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 80673 от 23.03.2021 г
.



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies