Введение

Рак грудной железы (РГЖ) является одним из самых распространенных онкологических заболеваний в Украине. По данным Национального канцер-регистра Украины, стандартизованный показатель заболеваемости РГЖ в 2009 г. составляет 60,5 случая на 100 тыс. женского населения. Хотя заболеваемость злокачественными новообразованиями грудных желез постоянно повышается, смертность от них имеет тенденцию к снижению .

РГЖ - это неоднородная группа опухолей, отличающихся по морфологии, клиническому течению и чувствительности к лечению. Однако даже гистологически аналогичные опухоли имеют разную естественную историю, что обусловлено определенной ограниченностью морфологической классификации РГЖ. Исследование экспрессии генов клетками РГЖ и их корреляции с фенотипическими проявлениями позволили выделить ряд биологических подтипов РГЖ, которые определяют естественную историю, клинические, патологические и молекулярные свойства опухоли, а также являются ключевыми факторами, предрешающими прогноз течения и эффективность системной лекарственной терапии. Использование в повседневной клинической практике трудоемких и дорогостоящих методик генетического анализа невозможно. Изучение корреляции между экспрессией генов и иммуногистохимическими маркерами в опухоли позволило выделить ряд так называемых молекулярных субтипов РГЖ, определение которых возможно в рутинной клинической практике. На основе иммуногистохимического исследования экспрессии клетками карциномы грудной железы рецепторов к эстрогену и прогестерону (ER и PR), а также рецептора эпидермального фактора роста 2-го типа (Hеr2/neu, ErbB2), РГЖ можно классифицировать на 4 молекулярных подтипа, которые отличаются между собой по прогнозу течения и ответом на медикаментозную терапию . Молекулярные подтипы РГЖ, которые имеют принципиальное клиническое значение, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Иммуногистохимический фенотип молекулярных подтипов РГЖ

Молекулярный подтип	Иммуногистохимический портрет			Частота выявления
	ER	РR	Hеr2/ neu
Luminal A	+	+	-	56–61%
Luminal B	+	+	+	9–16%
HER2+	-	-	+	8–16%
Triple negative (Basal-like)	-	-	-	8–20%

Выделяют люминальный, HER2+ и трижды негативный (ТН) молекулярные подтипы РГЖ. К люминальным относятся опухоли, экспрессирующие рецепторы к ER и PR, и в зависимости от экспрессии Hеr2/neu их классифицируют на А (не экспрессируют Hеr2/neu) и Б (экспрессируют Hеr2/neu). HER2+ называются опухоли с гиперэкспрессией Hеr2/neu и отсутствием ER и РR. Опухоли, негативные по 3 выше названным признакам, относятся к ТН (базальноподобному) РГЖ. Установлено, что люминальные типы связаны с менее агрессивным течением и хорошим прогнозом по сравнению с HER2+ и ТН РГЖ . ТН подтип связан с высокой частотой мутации BRCA1 , агрессивным течением, отсутствием реакции на гормонотерапию и трастузумаб, низкой общей и безрецидивной выживаемостью .

Корреляция между иммуногистохимическими маркерами и чувствительностью опухоли к медикаментозному лечению хорошо изучена и лежит в основе клинических рекомендаций по адъювантному лечению РГЖ. Однако количество исследований, в которых бы оценивали взаимосвязь между молекулярными подтипами и клинико-биологическими характеристиками РГЖ, ограничено.

Целью данного популяционного исследования является изучение распространенности, клинико-морфологических особенностей, общей и безрецидивной выживаемости больных РГЖ в зависимости от молекулярного портрета.

Материалы и методы

Подбор пациентов

В исследование включено 350 больных РГЖ в возрасте от 23 до 76 лет (средний возраст - 53±1,7 года), которые находились на лечении в клинике кафедры онкологии Национального медицинского университета имени А.А. Богомольца на базе хирургического отделения Киевского городского клинического онкологического центра с 1 января 2005 г. по 31 декабря 2006 г.

У всех пациенток регистрировали возраст на момент установления диагноза, менструальную функцию, определяли размер, гистологический тип и степень дифференциации опухоли, а также наличие метастазов в регионарных лимфатических узлах (РЛУ).

Размер опухоли оценивали после измерения ее максимального диаметра и классифицировали согласно Международной TNM-классификации (5-е издание, 1997 г.) как Т1 (<2 см), Т2 (2–5 см), Т3 (≥5 см). Отсутствие менструаций у больных в течение 1 года до момента установления диагноза расценивалось как менопауза. Гистологический тип и степень дифференциации опухоли определяли в соответствии с национальными стандартами диагностики и лечения злокачественных новообразований, основанных на рекомендациях ведущих международных организаций. Для оценки метастатического поражения РЛУ из послеоперационного материала макроскопически отбирали 10 подозреваемых на наличие метастазов лимфатических узлов, из которых готовили гистологические препараты для микроскопического изучения.

Молекулярные подтипы РГЖ устанавливали на основании результатов иммуногистохимического исследования экспрессии ER, РR и Hеr2/neu. Все опухоли разделили на 4 подтипа: люминальний А (Luminal A) - ER+ и/или PR+, Hеr2/neu-, люминальний Б (Luminal B) - ER+ и/или PR+, Hеr2/neu+, HER2+ (ER- и PR-, Hеr2/neu+), ТН (Triple negative) - ER- и PR-, Hеr2/neu-.

Все больные получили адъювантную системную и лучевую терапию согласно национальным стандартам лечения РГЖ. Однако при гиперэкспрессии Hеr2/neu ни одна из пациенток, включенных в данное исследование, в адъювантном режиме не получала трастузумаб.

Иммуногистохимическое исследование

С парафиновых блоков готовили срезы толщиной 4–5 микрон, которые помещали на стекла, предварительно обработанные поли-L-лизином. Затем материал исследовали по общепринятой стандартной методике с использованием следующих антител: ER - клон 1D5, PgR - клон 636, Hеr2/neu - клон СВ11.

Интерпретацию результатов иммуногистохимической реакции проводили с использованием качественной оценки ядерной реакции: отрицательная «-», слабо положительная «+», умеренно положительная «++», выражено положительная «+++» - и количественной системы оценки реакции в процентах окрашенных опухолевых клеток.

При определении экспрессии Hеr2/neu отмечали выраженность окраски цитоплазматической мембраны: реакция «-», «+» - отсутствие гиперэкспрессии, реакция «+++» - гиперэкспрессия Hеr2/neu. Наличие гиперэкспрессии Hеr2/neu в случаях реакции «++» оценивали с помощью метода гибридизации in situ с использованием флюоресцентной метки FISH (fluorescence in situ hybridization - флюоресцентная in situ гибридизация). Исследования проводили в патогистологической лаборатории Киевского городского клинического онкологического центра (заведующая лабораторией - доктор медицинских наук Л.М. Захарцева).

Статистический анализ

Статистическую достоверность различий между клинико-биологическими особенностями молекулярных типов РГЖ оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (analysis of variance - ANOVA). Различия считали статистически достоверными при уровне значимости (р) <0,05.

Общую и безрецидивную выживаемость определяли с помощью метода Каплана - Мейера.

Все статистические расчеты проводили с помощью программы MS Exсel.

Результаты

В результате проведенного исследования всех больных на основе данных иммуногистохимического исследования экспрессии ER, РR и Hеr2/neu разделили на 4 группы: люминальний А - 152 (57,5%) пациентки, ТН - 49 (26,5%), люминальний Б - 28 (9%) и HER2+ - 15 (7%) женщин.

Клинико-биологические характеристики различных молекулярных типов РГЖ представлены в табл. 2.

Таблица 2. Клинико-биологические характеристики молекулярных подтипов РГЖ

Характеристика опухоли	Всего n=350 (100%)	Luminal A n=201 (57,5%)	Luminal B n=31 (9%)	HER2+ n=26 (7%)	Triple negative n=92 (26,5%)	p
Стадия заболевания						0,82516
І стадия (T1N0M0)	140 (40%)	83 (41%)	13 (42%)	9 (35%)	35 (38%)
ІІА стадия (TisN1M0, T1N1M0, T2N0M0)	119 (34%)	63 (31,5%)	10 (32%)	9 (35%)	37 (40%)
ІІБ стадия (T2N1M0, T3N0M0)	91 (26%)	55 (27,5%)	8 (26%)	8 (30%)	20 (22%)
Возраст на момент установления диагноза						0,01335
<40 лет	16 (5%)	9 (4,5%)	3 (10%)	0	4 (4%)
40–49 лет	93 (27%)	46 (23%)	7 (22,5%)	9 (34,5%)	31 (34%)
50–59 лет	129 (37%)	83 (41%)	7 (22,5%)	8 (31%)	31 (34%)
60–69 лет	85(24%)	48 (24%)	10 (32%)	6 (23%)	21 (23%)
70 и более лет	27 (8%)	15 (7,5%)	4 (13%)	3 (11,5%)	5 (5%)
Менструальная функция						0,03014
Пременопауза	139 (40%)	74 (37%)	10 (32%)	11 (42%)	44 (48%)
Менопауза	211 (60%)	127 (63%)	21 (68%)	15 (58%)	48 (52%)
Размер опухоли						0,1525
<2 см	184 (52%)	109 (54%)	17 (55%)	10 (38%)	48 (52%)
2–5 см	160 (46%)	87 (43%)	14 (45%)	16 (62%)	43 (47%)
>5 см	6 (2%)	5 (3%)	0	0	1 (1%)
Гистологический тип						0,04012
Дольковый	57 (16%)	38 (19%)	2 (6,5%)	2 (8%)	15 (16%)
Протоковый	254 (73%)	141 (70%)	26 (84%)	24 (92%)	63 (69%)
Смешанный*	19 (5%)	12 (6%)	1 (3%)	0	6 (6%)
Другие**	20 (6%)	10 (5%)	2 (6,5%)	0	8 (9%)
Степень дифференциации опухоли						0,04236
G1	17 (5%)	10 (5%)	2 (7%)	1 (4%)	4 (5%)
G2	275 (78%)	165 (82%)	27 (86%)	21 (80%)	62 (67%)
G3	58 (17%)	26 (13%)	2 (7%)	4 (16%)	26 (28%)
Статус РЛУ						0,53607
Нет метастазов	214 (61%)	125 (62%)	18 (58%)	15 (58%)	56 (61%)
Метастазы в ЛУ	136 (39%)	76 (38%)	13 (42%)	11 (42%)	36 (39%)

Примечания: *дольково-протоковая карцинома; **слизистая, медуллярная, папиллярная карцинома.

Статистически значимой достоверности различий в стадии заболевания между исследуемыми группами не выявлено, что свидетельствует об однородном распределении больных в группах по данному критерию.

Частота выявления различных молекулярных подтипов РГЖ статистически достоверно зависит от следующих клинико-морфологических характеристик: возраста и менструальной функции на момент установления диагноза, гистологического типа и степени дифференциации опухоли. У больных в возрасте 40–49 лет достоверно чаще диагностируют HER2+ и ТН подтипы РГЖ (34,5 и 34% случаев соответственно). Почти у половины пациенток (48%) с ТН молекулярным типом диагноз установлен в пременопаузе. У больных, которые на момент диагностирования находились в менопаузе, чаще других встречается люминальний А (63%) и люминальный Б (68%) типы РГЖ.

Также статистически значимые различия между иммуногистохимическими подтипами наблюдали при различных гистологических типах и степени дифференциации опухоли. Дольковые карциномы чаще диагностировали при люминальном А (19%) и ТН (16%) типах. Протоковый РГЖ регистрировали в 84 и 92% случаев HER2+ и люминального Б молекулярных подтипах соответственно. Дольково-протоковую, слизистую, медуллярную и папиллярную карциному одинаково часто выявляют при люминальных и ТН типах РГЖ, однако в данном исследовании не зафиксировано ни одного случая вышеперечисленных гистологических вариантов при типе HER2+. В исследуемых группах высокодифференцированные (G1) опухоли определяют с одинаковой частотой. Умереннодифференцированные (G2) карциномы грудной железы характерны для люминального А (82%) и Б (86%), а также HER2+ (80%) типов. У 28% пациенток из группы ТН РГЖ выявлены низкодифференцированные (G3) опухоли.

Статистически достоверной взаимозависимости между иммуногистохимическим фенотипом РГЖ и размером первичной опухоли, а также статусом РЛУ не установлено, что наряду со стадией заболевания свидетельствует о равномерном распределении больных в исследуемых группах по этим показателям.

Результаты анализа 5-летней общей и безрецидивной выживаемости пациенток с различными молекулярными типами РГЖ представлены на рис. 1 и 2, а также в табл. 3 и 4 соответственно.

Рис. 1.

Рис. 2.

Таблица 3. Общая выживаемость пациенток в зависимости от молекулярного типа РГЖ

Молекулярный тип РГЖ	Общая выживаемость больных (годы)
	1	2	3	4	5
Luminal A	99%	95%	92%	80%	74%
Luminal B	100%	100%	92%	83%	58%
HER2+	100%	71%	57%	57%	57%
Triple negative	98%	90%	86%	69%	60%

Таблица 4. Безрецидивная выживаемость пациенток в зависимости от молекулярного типа РГЖ

Молекулярный тип РГЖ	Безрецидивная выживаемость больных (годы)
	1	2	3	4	5
Luminal A	95%	84%	79%	66%	62%
Luminal B	100%	83%	67%	58%	42%
HER2+	85%	57%	57%	57%	57%
Triple negative	95%	81%	69%	57%	45%

Общая выживаемость наиболее высокая у пациенток с люминальным А (74%) типом РГЖ, а наиболее низкая - при HER2+ и люминальном Б (58 и 57% соответственно).

5-летняя безрецидивная выживаемость хуже у больных люминальным Б и ТН РГЖ (42 и 45% соответственно) по сравнению с пациентками с люминальным А иммуногистохимическим подтипом.

Обсуждение

Результаты настоящего исследования подтверждают вариабельность РГЖ, которая заключается в наличии различных молекулярных типов данной нозологической формы. Разделение РГЖ на биологические подтипы, которые имеют собственную естественную историю, находит все большее применение в повседневной клинической практике, так как позволяют определить прогноз течения заболевания и являются ключевым фактором для выбора тактики системной медикаментозной терапии . Тем не менее классификация на молекулярные типы не заменяет, а скорее дополняет важные традиционные прогностические критерии, такие как возраст и состояние менструальной функции на момент установления диагноза, размер и степень дифференциации опухоли, наличие метастазов в РЛУ, а также выявление сопутствующей патологии.

Определение молекулярных типов РГЖ на основе имммуногистохимической оценки экспрессии ER, РR и Hеr2/neu является недорогим и достаточно информативным, но вместе с тем упрощенным методом диагностики. Благодаря внедрению новых маркеров молекулярная классификация претерпевает изменения, что позволяет повысить ее прогностическую достоверность. Так, например, при высокой митотической активности клеток (Кі-67 >14%) опухоли с люминальным А фенотипом, согласно рекомендациям Сент-Галленского конгресса по лечению РГЖ (2011 г.), отнесены к люминальному Б Her2/neu-негативному молекулярному подтипу. Необходимость выделения люминального Б Her2/neu-негативного типа РГЖ продиктована особенностями естественной истории этих опухолей, которая больше сходна с естественной историей люминальных Б, чем люминальных А опухолей. Поэтому пациенткам с ER+ и/или PR+, Her2/neu- РГЖ при высокой митотической активности опухоли, которая определяет плохой прогноз течения заболевания, перед назначением антигормональной терапии показано проведение адъювантной полихимиотерапии .

Полученные в данном популяционном исследовании результаты свидетельствуют о том, что частота выявления различных молекулярных типов РГЖ, определенных на основе имммуногистохимической оценки экспрессии ER, РR и Hеr2/neu, неодинакова. Чаще всего встречается люминальный А (57,5%) молекулярный подтип РГЖ, вторым по частоте является ТН (26,5%), потом люминальный Б (9%) и HER2+ (7%) типы.

Люминальный А иммуногистохимический тип РГЖ в большинстве случаев диагностируют у пациенток после 50 лет, которые находятся в менопаузе. Данный вариант РГЖ чаще других характеризуется дольчатым гистологическим типом и умеренной степенью дифференциации опухоли. 5-летняя общая и безрецидивная выживаемость больных с этим молекулярным типом РГЖ наиболее высокая и составляет 74 и 62% соответственно.

ТН РГЖ чаще выявляют у больных в возрасте от 40 до 60 лет независимо от состояния менструальной функции, для него характерен дольчатый гистологическим тип в 16% случаев, и в 28% данные опухоли являются низкодифференцированными. По сравнению с люминальным А типом у больных ТН РГЖ 5-летняя общая и безрецидивная выживаемость ниже и составляет 60 и 45% соответственно.

Люминальный Б молекулярный тип, как и люминальный А, чаще диагностируют у женщин после 50 лет, которые находятся в постменопаузе. Более чем в 80% случаев это умереннодифференцированная протоковая карцинома. У пациенток с люминальным Б РГЖ - наименьшая 5-летняя общая и безрецидивная выживаемость и составляет 58 и 42% соответственно.

HER2+ тип, как и ТН, чаще возникает у пациенток в возрасте от 40 до 60 лет независимо от статуса менструальной функции, практически всегда является умереннодифференцированной карциномой. 5-летняя общая и безрецидивная выживаемость одинаковая и составляет 57%.

Итак, наиболее благоприятным молекулярным подтипом РГЖ с точки зрения прогноза течения является люминальный А. Неблагоприятное клиническое течение люминального Б и HER2+ типов, возможно, связано с отсутствием терапии трастузумабом.

Список использованной литературы

1. Бюллетень Национального канцер-регистра № 12. «Рак в Україні, 2009–2010», Киев: 2011.

2. Perou C.M., Sorlie T., Eisen M.B. et al. (2000) Molecular portraits of human breast tumours. Nature, 406(6797): 747–752.

3. Sorlie T., Perou C.M., Tibshirani R. et al. (2001) Gene expression patterns of breast carcinomas distinguish tumor subclasses with clinical implications. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 19(98): 10869–10874.

4. Sorlie T., Tibshirani R., Parker J. et al. (2003) Repeated observation of breast tumor subtypes in independent gene expression data sets. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 14(100): 8418–8423.

5. Sotiriou C., Neo S.Y., McShane L.M. et al. (2003)Breast cancer classification and prognosis based on gene expression profiles from a population-based study. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 18(100): 10393–10398.

6. Carey L.A., Perou C.M., Livasy C.A. et al. (2006) Race, breast cancer subtypes, and survival in the Carolina Breast Cancer Study. JAMA, 21(295): 2492–2502.

7. Foulkes W.D., Stefansson I.M., Chappuis P.O. et al. (2003) Germline BRCA1 mutations and a basal epithelial phenotype in breast cancer. J. Natl. Cancer Inst., 19 (95): 1482–1485.

8. Liu H., Fan Q., Zhang Z. et al. (2008) Basal-HER2 phenotype shows poorer survival than basal-like phenotype in hormone receptor-negative invasive breast cancers. Hum. Pathol., 2 (39): 167–174.

9. Goldhirsch A., Wood W.C., Coates A.S. et al. (2011) Strategies for subtypes-dealing with the diversity of breast cancer: highlights of the St Gallen International Expert Consensus on the Primary Therapy of Early Breast Cancer 2011. Ann. Oncol., 8(22): 1736–1747.

Молекулярні типи раку грудної залози, визначені на основі імуногістохімічних маркерів: клініко-біологічні особливості та прогноз перебігу

І.Б. Щепотін¹, О.С. Зотов¹, Р.В. Любота¹, М.Ф. Анікусько², І.І. Любота²

¹Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, Київ

2 Київський міський клінічний онкологічний центр

Резюме. Рак грудної залози - неоднорідна група пухлин, які відрізняються етіологією, морфологічною картиною, клінічним перебігом і чутливістю до проведеного лікування. Метою даного популяційного дослідження було вивчення поширеності, клініко-морфологічних особливостей, загальної та безрецидивної виживаності хворих на РГЖ залежно від молекулярного типу. Обстежено 350 пацієнток із РГЖ у віці від 23 до 76 років (середній вік - 53±1,7 року), які проходили лікування в клініці кафедри онкології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця на базі хірургічного відділення Київського міського клінічного онкологічного центру в 2005–2006 рр. Виявлено ​статистично значущі відмінності між молекулярним типом РГЖ та клініко-морфологічними особливостями, а саме: вік і статус менструальної функції на момент встановлення діагнозу, гістологічний тип і ступінь диференціювання пухлини, а також загальна та безрецидивна виживаність хворих.

Ключові слова: рак грудної залози, молекулярні типи, прогноз перебігу, клініко-морфологічні особливості.

Molecular types of breast cancer, established on the basis of immunohistochemical markers: clinical and biological characteristics and prognosis

I.B. Schepotin¹, A.S. Zotov¹, R.V. Lіubota¹, N.F. Anikusko², I.I. Lіubota²

¹A.A. Bogomolets National Medical University, Kyiv

2 Kyiv municipal clinical oncological centre

Summary. Breast cancer (BC) is heterogeneous group of tumors that has different etiology, morphological pattern, clinical course and sensitivity to the treatment. The aim of this study was to investigate population prevalence, clinical and morphological features, general and disease-free survival of patients BC depending on the molecular type. The study involved 350 patients with BC aged 23 to 76 years (mean age 53±1,7 years.) They were treated in the clinic of the Department of Oncology A.A. Bogomolets National Medical University, based on the surgical department of the Kyiv City Clinical Cancer Center in 2005–2006 years. A statistically significant difference between type BC molecular and morphological features, namely age and status of menstrual function at the time of diagnosis, histological type and degree of tumor differentiation, as well as general and disease-free survival of patients.

Key words: breast cancer, molecular types, prognosis, clinical and morphological features.

В РНПЦ онкологии и медрадиологии им. Н. Н. Александрова сегодня выполняется 56 научных проектов, из них 23 связаны с молекулярно-генетическими исследованиями. Проводятся они в Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза (онкоотделения генетики, клеточных и биочиповых технологий, вирусологии, иммунологии и протеоники).

Традиционные средства диагностики исчерпывают свой потенциал, - считает заместитель директора по научной работе РНПЦ, член-корреспондент НАН Беларуси, доктор мед. наук, профессор Сергей Красный. - Пришло время использовать такой резерв, как молекулярно-генетические исследования. Они дают возможность с высокой точностью тестировать опухоли для определения химиочувствительности, по генетическому портрету пациента устанавливать наследственный характер заболевания и целенаправленно действовать на опережение, назначая адресное лечение.

В 2016 году через РНПЦ прошло около 10 000 пациентов, примерно 7 000 из них были выполнены молекулярно-биологические исследования; масштабное профилирование опухоли для индивидуализации терапии было проведено примерно сотне человек. На основании молекулярно-биологических маркеров выполнялась диагностика опухолей ЦНС, мягких тканей и костей, лимфомы, велись исследования по оценке наследственных рисков развития злокачественных новообразований, мониторингу концентрации лексредств в жидкостях организма для индивидуальной коррекции дозы препарата, разрабатывались и внедрялись технологии клеточной терапии.

Для внедрения достижений молекулярной биологии в отечественную клинику уже получены первые международные сертификаты, приобретено современное оборудование для выполнения методик флуоресцентной in situ гибридизации, молекулярного секвенирования, полимеразной цепной реакции (ПЦР), иммуногистохимии, хромато-масс-спектрометрии, проточной цитометрии, иммуноферментного анализа.

Биолог Виктория Майорова проводит пробоподготовку образцов к проведению ПЦР-реакции.

Новые разработки

Метод оценки прогноза клинического течения рака мочевого пузыря посредством комплексного анализа клинико-морфологических параметров опухоли и молекулярно-генетического статуса гена FGFR3.

На основе этого анализа была создана модель молекулярных путей патогенеза рака мочевого пузыря. В зависимости от наличия определенной мутации патология может развиваться двумя путями: так называемый поверхностный рак, характеризующийся низкой злокачественностью и благоприятным прогнозом (мутации в генах FGFR3 и HRAS); более агрессивный мышечно-инвазивный рак, рано дающий метастазы и характеризующийся неблагоприятным прогнозом (мутации в генах TP53 и RUNX3).

С помощью этого метода была выделена группа пациентов с очень высоким риском прогрессирования заболевания, у которых выявлены мутации в генах TP53 и RUNX3. Это важно для прогноза течения заболевания и определения степени агрессивности лечения. Зная, что у пациента опухоль будет развиваться как поверхностная, после лечения в основном будет контролироваться мочевой пузырь.

Если же предполагается прогрессирование заболевания, то в отношении метастазирования будет отслеживаться состояние других внутренних органов. Кроме того, могут быть определены пациенты, которым надо немедленно выполнять радикальное удаление мочевого пузыря, иначе разовьются метастазы.

Неинвазивный комплексный метод молекулярно-генетической и лучевой диагностики рака предстательной железы.

Такое обследование должно проводиться, когда пациенту с высоким уровнем простат-специфического антигена (ПСА) в крови выполнена первичная биопсия, которая оказалась отрицательной. Обычно спустя полгода выполняется еще одна биопсия, следом еще одна (и так 10–15 раз), однако это агрессивное исследование, так что требовалось решение, позволяющее ограничиться только одним подобным вмешательством. Ученые нашли выход. Благодаря определению в моче экспрессии онкогена PCA3 и химерного гена TMPRSS2-ERG можно выделять пациентов, которым действительно необходимо выполнять биопсию (у остальных можно повременить).

Разработка и внедрение метода трансплантации тканеинженерных дыхательных путей с их поражением опухолевой или рубцовой этиологии.

Речь идет о категории пациентов, которые умирают в течение 2–5 месяцев. Был предложен метод децеллюляризации трупной трахеи, по сути, с приготовлением матрицы, затем заселением ее хондроцитами и после этого - эпителиоцитами. Кроме того, технология предусматривает реваскуляризацию трахеи с последующей трансплантацией пациентам. Все это делается с целью замещения дефекта трахеи после удаления опухоли либо рубца. В настоящее время проведены 3 операции. Все пациенты живут уже более полугода - это считается обнадеживающим результатом.

Врач лабораторной диагностики Стукалова Ирина Владимировна и старший фельдшер-лаборант Пищик Наталия Захаровна производят подготовку анализатора для выделения ДНК вируса папиломы человека.

Планы и перспективы

Совместно с Институтом генетики и цитологии НАН Беларуси запланирована тема «Протеомные и молекулярно-генетические исследования стволовых опухолевых клеток (СОК) колоректального рака для разработки новых методов направленной клеточной терапии» (программа Союзного государства «Стволовая клетка - 2»).

На модели, устойчивой к 5-фторурацилу клеточной линии колоректального рака, планируется изучить роль СОК в механизмах опухолевой прогрессии и подобрать возможные молекулярные мишени направленного воздействия на СОК методами клеточной терапии на основе вакцин с использованием дендритных клеток и/или дендритных клеток и лимфокин-активированных киллеров. Это будет новый этап в иммунотерапии злокачественных опухолей.

Биолог Игорь Северин в криобанке опухолевых клеточных линий.

Еще один проект - «Разработка технологии выявления риска онкологических заболеваний на основе молекулярно-генетических и эпигенетических маркеров» (программа Союзного государства «ДНК-идентификация»). Планируется разработать инновационную ДНК-технологию, позволяющую определить молекулярно-генетические и эпигенетические маркеры риска рецидивирования или прогрессирования заболевания у пациентов с колоректальным раком. По оценкам специалистов, новая технология позволит вовремя провести профилактическое лечение и предотвратить появление метастазов.

Сигнал подает микроРНК

Перспективным направлением исследований становится изучение эпигенетических механизмов регуляции, т. е. процессов, которые не затрагивают структуру генов, однако изменяют их уровень активности. Одним из них является РНК-интерференция - механизм подавления экспрессии генов на этапе трансляции, когда РНК синтезируется, но не проявляет себя в белке. И если обнаруживается высокий уровень экспрессии какой-то микроРНК, можно предположить, что именно в этом органе имеется проблема.

Семейство генов микроРНК составляет немногим более 1 % от всего генома человека, но регулирует экспрессию почти трети всех генов. Ряд выполняемых научных проектов посвящен изучению микроРНК при различных опухолях. В отделении разрабатывается неинвазивный метод диагностики герминогенных опухолей яичка, основанный на определении в крови экспрессии панели микроРНК. Это же семейство молекул, кроме диагностики заболеваний, используется для прогнозирования течения онкозаболеваний и для выбора индивидуальной лекарственной терапии.

Задача исследования - определить маркеры неблагоприятного прогноза (можно выделить группу таких пациентов и подобрать дополнительное лечение). Также важно определить спектр микроРНК. Он будет свидетельствовать о чувствительности к определенным схемам химиотерапии (речь о РМЖ, для которого найдена панель маркеров).

Изучая молекулярные характеристики в ходе лечения, можно корректировать схему лечения при появлении дополнительных мутаций. Метод называется «жидкой» биопсией: по анализу крови можно следить за генетическими изменениями и гораздо раньше предполагать прогрессирование развития заболевания.

Препараты для терапии дорогостоящие и высокотоксичные, поэтому важно на ранних этапах определить резистентность к лексредству и найти замену.

Молекулярное профилирование предполагает определение генетических нарушений, характерных для каждой конкретной опухоли, поскольку известно, что одни и те же нозологические формы различаются по молекулярным характеристикам. Знать молекулярный портрет опухоли необходимо и для прогнозирования течения онкопроцесса и индивидуализации лечения. Персонализированный подход к назначению цитостатических препаратов и средств направленной терапии у онкопациентов с учетом молекулярных биомаркеров чувствительности и токсичности обеспечивает наиболее точный подбор лексредств.

В рамках молекулярного профилирования опухолей на основании масштабного анализа данных мировых публикаций разработаны многоплатформенные панели биомаркеров РМЖ, рака яичников, колоректального рака, немелкоклеточного рака легкого, меланомы, предназначенные для выбора системной противоопухолевой терапии.

Химик Колос Ольга Константина запускает синтез олигонуклеотидов.

Нужно ли расширять географию исследований?

Анна Портянко ,

заведующая Республиканской

молекулярно-генетической

лабораторией канцерогенеза,

доктор мед. наук:

На современном этапе из группы глиобластом выделили варианты, которые характеризуются разным прогнозом. С морфологической точки зрения легко перепутать глиобластому и анапластическую олигодендроглиому: при окраске гематоксилином-эозином они выглядят практически одинаково. Но благодаря генетическим тестам мы находим отличия. Более того, это рутинно выполняется в нашем патологоанатомическом отделении.

Подобным образом «размножились» и лимфомы. Например, благодаря молекулярно-генетическому тестированию было выделено несколько лимфом из лимфомы Ходжкина. Раньше на основании гематоксилин-эозиновой гистологии их классифицировали как лимфому Ходжкина, а когда появился молекулярно-генетический анализ по Т-клеточным рецептором, выяснилось, что это фолликулярная Т-клеточная лимфома.

Как это сказывается на лечении? Прежде всего, можно дать более точный прогноз. Если у человека глиобластома, то медиана выживаемости составляет 1 год, а если речь об анапластической олигодендроглиоме, то 10 лет.

Мы развиваем связи с зарубежными специалистами из лучших европейских научных центров. Вместе с коллегами из Германии пытаемся развить важные направления протеомики - анализ не одного белка, а протеома в целом. Создан весь цикл начиная от цитологического препарата, есть система лазерной микродиссекции на базе микроскопа, которая позволяет из большой опухоли выделить именно опухолевые клетки, сделать после этого масс-спектрометрию и определить спектр всех белков в этой опухоли.

Нужно ли расширять географию исследований? Думаю, для страны достаточно иметь один такой центр - Республиканскую молекулярно-генетическую лабораторию канцерогенеза, где можно оперативно выполнять все необходимые молекулярно-биологические исследования (в т. ч. с гистологическим материалом, полученным из областей).

У нас есть возможность проводить не только гистологическую диагностику, но и предварительную диагностику с помощью проточного цитофлуориметра. Буквально в течение часа после того, как у человека удалили лимфатические узлы, мы можем предварительно сказать, есть ли лимфома (и если да, то какая). Это большое подспорье для клиницистов.

Биолог Анастасия Пашкевич загружает образцы в генетический анализатор.

Чего опасалась Анджелина Джоли?

Мы изучаем генетические поломки, возникающие в процессе развития опухоли, - рассказывает заведующая онкологическим отделением генетики Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза Елена Субоч. - Актуальное направление - оценка наследственных рисков развития онкозаболеваний. Наследственные формы опухолей составляют 1–2 % всех онкопатологий, и здесь должны применяться особые схемы лечения и оперативного вмешательства. Важная цель выявления семейных опухолевых синдромов - идентификация еще здоровых родственников пациента, у которых имеются патогенные мутации. В итоге можно разработать комплекс мероприятий, направленных на предотвращение неблагоприятного исхода онкопатологии.

На слуху пример: американская актриса Анджелина Джоли, имеющая мутацию в гене BRCA1, увеличивающую риск развития РМЖ, пошла на радикальную операцию, чтобы предотвратить возникновение злокачественной опухоли.

Ученые Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза занимаются этой патологией.

По гранту Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований в 2015–2017 годах была выполнена работа «Система аллельной дискриминации мутационного статуса генов BRCA1 и BRCA2 при злокачественных новообразованиях молочной железы человека». Проведено популяционное исследование, и оказалось, что частота мутаций в генах BRCA1 и BRCA2 составляет примерно 2,5 % среди женщин (частотный спектр мутаций отличается от того, что наблюдается у жителей соседних стран).

Для каждой популяции типичен свой спектр генетических нарушений. Зная характерные мутации, можно в первую очередь протестировать их, а потом уже искать другие варианты. Результатом выполнения научного проекта стала разработка системы аллельной дискриминации мутационного статуса генов BRCA1/BRCA2 с использованием полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Выделили 5 основных мутаций, которые встречаются у белорусских женщин.

Специалисты онкологического отделения генетики также тестируют большую панель маркеров, позволяющую оценить риск развития рака яичников, эндометрия, щитовидной железы, почки, колоректального рака, меланомы, полипозных синдромов.

На сегодня имеются новые международные классификации опухолей головного мозга и лимфом, требующие обязательного проведения молекулярно-генетических исследований. Поэтому в отделениях генетики и клеточных технологий разрабатывается алгоритм диагностики таких заболеваний с использованием биомаркеров.



Одним из наиболее современных и высокотехнологичных методов диагностики рака являются генетические (молекулярные) тесты. Эти исследования позволяют не только определять наследственную предрасположенность к тем или иным онкологическим заболеваниям, но и оценивать целесообразность назначения химиотерапии и определить степень агрессивности рака.

В Первом медицинском центре Тель-Авива проводят наиболее эффективные и доказанные генетические исследования из более чем 900 существующих на данный момент. При этом предоставляется услуга дистанционного тестирования, когда пациенту нет необходимости лететь в Израиль. Достаточно отправить по почте образец материала (после пункции либо операции), соблюдая некоторые правила, и ожидать результатов исследования.

Oncotype DX

Это молекулярное исследование применяется при раке молочной железы. В зависимости от целей исследования, типа опухоли и индивидуальных особенностей пациентки различают несколько видов Oncotype DX.

Oncotype DX Breast

Тест используется для определения степени дифференциации опухолевых клеток рака груди (соответственно определяется вероятность рецидива). Применяется после проведения операции по удалению опухоли для выяснения целесообразности назначения химиотерапии. Исследование подходит для эстроген-позитивных опухолей (ER+), инвазивного рака груди без метастазирования в регионарные лимфатические узлы.

Стандартными признаками для выбора тактики лечения после операции являются:

До появления генетических тестов, эти три признака были единственным источником информации, на основании которого определялась тактика о дальнейшем назначении химиотерапии. Однако, далеко не всегда агрессивность раковых клеток и, соответственно, вероятность отдаленного рецидива коррелирует с размерами опухоли и наличием метастазов в лимфатических узлах.

Сегодня в мировой медицине генетический тест Oncotype DX является золотым стандартом и ведущим критерием для выбора тактики терапии при раке груди. Он позволяет как предупредить рецидив заболевания, так и избежать ненужного назначения химиотерапии и всех связанных с ней побочных эффектов.

Fish-тест на рецепторы к Герцептину

Является иммуногистохимическим исследованием, с помощью которого на раковых клетках обнаруживаются специфические рецепторы (HER-2, PR, ER), которые делают ее чувствительной к таргетным лекарственным препаратам. Таковым, в частности, является препарат Герцептин, относящийся к классу моноклональных антител. Он давно успешно применяется при лечении рака молочной железы в Израиле и показал хорошие результаты по продлению жизни и предотвращению рецидивов даже в запущенной стадии и наличии метастазов.

Примерно в 1 из 4 случаев рака молочной железы, опухоль оказывается чувствительной к терапии Герцептином и выяснить это позволяет молекулярный тест на специфические рецепторы. Преимуществом лечения биологическими препаратами по сравнению со стандартными методами (радио и химиотерапия) является отсутствие вредных побочных явлений.

Молекулярный тест гена CYP2D6

Применяется исключительно в случаях гормон-зависимых опухолей молочной железы. В таких раковых клетках присутствуют рецепторы к гормонам — эстрогену и прогестерону, что делает их чувствительными к воздействию гормональной терапии (особенно у женщин в период климакса).

Исследования показали, что применяемые гормон заместительные препараты превращаются в печени в активное действующее вещество благодаря особому ферменту CYP2D6, кодируемому одноименным геном. В среднем до 10% людей имеют мутацию этого гена, из-за которой полноценная трансформация гормонов невозможна.

Генетический тест дает возможность выявить эту мутацию и таким образом определить, будет ли эффективным лечение гормональными препаратами и оценить риск развития рецидива. В Первом медицинском центре Тель-Авива данное исследование проводится с материалом из слюны пациента.

Oncotype DX Colon

Молекулярное исследование, которое применяется при раке толстого кишечника для комплексного взвешивания риска развития рецидива и степени опухолевой прогрессии. Суть теста заключается в анализе сложным программным обеспечением 12 генов ДНК раковой клетки, которые отвечают за степень дифференциации, атипичности и генных аберраций. Результат анализа преобразуется в числовой вид и имеет значение от 0 до 100.

Исследование Oncotype DX Colon назначается пациентам с злокачественными опухолями толстой кишки 2й стадии после операции удаления первичной опухоли и при условии отсутствия метастазов в регионарных лимфатических узлах. Около 15% пациентов с раком толстого кишечника имеют не агрессивную форму опухоли, не склонную к рецидивированию. Тест позволяет оценить этот риск и избежать ненужного назначения химиотерапии.

Длительность генетического тестирования Oncotype DX Colon в Израиле составляет около двух недель, а материал берется непосредственно из первичной опухоли. Оценку делают по 100-бальной шкале, производится комплексное заключение и выбирается дальнейшая тактика лечения.

Тест K-RAS

Специфический генетический тест, который позволяет определить чувствительность рака толстой и к таргетной терапии препаратом Сетуксимаб. Препарат является моноклональным антителом, которое избирательно блокирует рецепторы EGFR опухолевых клеток. Агрессивность рака толстой и прямой кишки напрямую зависит от экспрессии специфических рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR).

K-RAS представляет собой белок, который участвует в каскаде реакций, контролирующих клеточное деление эпителия кишечника. Мутации в гене, кодирующем этот белок, приводят к тому, что лечение Сетуксимабом становится неэффективным. Приблизительно 60% людей не имеют этой мутации, поэтому в случае негативного результата теста можно назначать препарат.

Тест K-RAS является крайне важным диагностическим критерием в современной онкологии. Это связано с тем, что лечение Сетуксимабом продлевает жизнь на 2-5 лет или даже приводит к полному выздоровлению больных с запущенными формами новообразований толстой и прямой кишки. Еще 10 лет назад метастатический рак этих отделов ЖКТ считался неизлечимым и больные получали паллиативную терапию, с внедрением биологической терапии пациенты получили шанс на выздоровление.

Тест на EGFR мутацию

Этот генетический тест применяется при немелкоклеточном раке легких. Есть два фермента, которые контролируют размножение клеток — тирозин-киназа и эпидермальный фактор роста EGFR. Поэтому в современных методах таргетной терапии опухолей применяются два препарата, ингибирующих эти ферменты, Эрлотиниб и Гефетиниб.

По статистике от 15 до 20% пациентов имеют мутацию гена EGFR, поэтому им нужно назначать таргетное лечение в виде моноклональных антител вместо химиопрепаратов второй линии. Особо актуально это для 3 и 4 стадий немелкоклеточного рака легких с наличием метастазов. Эрлотиниб и Гефетиниб могут годами ингибировать рост раковых клеток и вызвать длительную ремиссию у пациента. К тому же, моноклональные антитела не имеют негативных побочных действий, как химиотерапия (цитотоксический эффект), так как не воздействует на здоровые клетки.

Комплексное обследование Target Now

Каждая атипичная раковая клетка имеет свой уникальный набор рецепторов и экспрессию генов так же, как у каждого человека уникальны отпечатки пальцев. От их наличия или отсутствия зависит эффективность химиотерапии и лечения биологическими таргетными препаратами.

Современный этап развития лечения моноклональными антителами приобрел такой размах, что для максимально эффективного подбора препарата нужно провести массу молекулярных тестов. Методика Target Now позволяет объединить их все в одно исследование, которое в точности отразит генетический код атипичной клетки.

Впервые официальные результаты испытаний теста были представлены в 2009 году на конференции Американской Ассоциации исследований онкологических заболеваний. По ним у более 98% пациентов с запущенной формой рака (наличие метастазов) удалось получить полную картину молекулярных мишеней и подобрать соответствующую таргетную терапию. Более того, у 30-35% пациентов, вследствие модифицированной терапии по результатам Target Now, наблюдалось значительное улучшение качества жизни и увеличилась длительность жизни.

Тест показан к применению у пациентов, предыдущее лечение у которых оказалось не эффективным, либо с метастазами любой локализации. Для проведения исследования необходим материал из ткани опухоли (биопсия, либо после операции).

Mamma Print

Этот генетический тест предназначен для определения риска развития рецидива после рака молочной железы. По рекомендациям американской Food and drug administration (FDA) тест показан пациенткам с любой формой рака груди моложе 60 лет, без метастатического поражения лимфатических узлов и при условии, что опухоль имеет размер менее 5 сантиметров.

Суть исследования заключается в молекулярном анализе экспрессии 70 генов раковой клетки с последующей оценкой агрессивности опухоли и выведении итогового риска рецидива с помощью математической формулы. Результат позволяет выбрать тактику лечения и определить целесообразность назначения химиотерапии пациентам.

Отличие Mamma Print от аналогичных генетических тестов заключается в том, что исследование проводится на образце “свежей” ткани, поэтому при нем обязательно пребывание пациентки в Израиле для проведения пункции или операции. Результата ждать нужно около недели, но после процедуры можно ехать домой и получить ответ в письменном виде.

Заполнить заявку на лечение

Завершаем цикл статей об онкологических заболеваниях.
Сегодня подробно расскажет, что такое молекулярное тестирование и как оно влияет на постановку диагноза.

На фото: Владислав Милейко, руководитель направления ,
биомедицинский холдинг «Атлас».

Чтобы понять, как работает молекулярная диагностика и какое место она занимает в онкологии, нужно сначала разобраться в механизмах, происходящих в опухоли.

Молекулярные процессы в опухоли

Мутации в протоонкогенах и генах-супрессорах, отвечающие за деление и смерть клетки, приводят к тому, что клетка перестает следовать инструкции и синтезирует белки и ферменты неправильно. Молекулярные процессы выходят из-под контроля: клетка постоянно делится, отказывается умирать и копит генетические и эпигенетические мутации. Поэтому злокачественные новообразования часто называют болезнью генома.

В клетках опухоли могут происходить сотни тысяч мутаций, но только несколько из них способствуют росту, генетическому разнообразию и развитию опухоли. Они называются драйверными (driver). Остальные мутации, «пассажирские» (passanger), сами по себе не делают клетку злокачественной.

Драйверные мутации создают различные популяции клеток, что обеспечивает разнообразие опухоли. Эти популяции или клоны по-разному реагируют на лечение: некоторые из них устойчивы и приводят к рецидиву. К тому же разная чувствительность клонов к терапии может привести к радикальному изменению молекулярного профиля в ходе лечения: даже незначительные в начале популяции клетки могут получить преимущество и стать доминирующими в конце лечения, что приведет к устойчивости и развитию опухоли.

Молекулярная диагностика

Драйверные мутации, изменения в количестве или структуре белков используют в качестве биомаркеров - мишеней, по которым подбирают лечение. Чем больше мишеней известно, тем более точным может быть выбор из потенциально эффективных схем лечения.

Отделить драйверные мутации от остальных и определить молекулярный профиль опухоли непросто. Для этого применяется технология секвенирования, флуоресцентной гибридизации in situ (FISH), микросателлитного анализа и иммуногистохимии.

Методы секвенирования нового поколения позволяют выявить драйверные мутации, включая те, что делают опухоль чувствительной к таргетной терапии.

С помощью технологии FISH подкрашивают участки хромосом, на которых расположен определенный ген. Две соединенные разноцветные точки - это химерный или слитый ген: когда в результате перестройки хромосом вместе соединяются участки разных генов. Это может привести к тому, что онкоген попадет под влияние регуляции другого более активного гена. Например, слияние генов EML4 и ALK имеет ключевое значение в случае рака легкого. Протоонкоген ALK активируется под влиянием своего «партнера» по перестройке, что приводит к неконтролируемому делению клеток. Онколог, учитывая перестройку, может применить лекарство, которое будет направлено против активированного продукта гена ALK (Кризотиниб).

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH).

Микросателлитный анализ показывает степень нарушения системы репарации ДНК, а иммуногистохимия - белковые биомаркеры, расположенные на поверхности, в цитоплазме и ядрах опухолевых клеток.

Все эти исследования входят в новый продукт биомедицинского холдинга «Атлас» - тест Solo. С помощью такого теста онколог получает информацию о молекулярном профиле опухоли и о том, как он влияет на потенциальную эффективность широкого спектра противоопухолевых препаратов.

Специалисты Solo исследуют до 450 генов и биомаркеров, чтобы оценить, как опухоль может ответить на применение более таргетных препаратов для лечения онкологических заболеваний. Для некоторых из них анализ биомаркера продиктован производителем. Для других используют данные клинических исследований и рекомендации международных сообществ онкологов.

Помимо выбора мишеней для таргетной терапии, молекулярное профилирование помогает обнаружить мутации, которые напротив, делают опухоль устойчивой к определенному лечению, или генетические особенности, которые связаны с повышенной токсичностью и требуют индивидуального подбора дозы лекарства.

Для исследований используется материал биопсии или парафинизированные блоки послеоперационного материала.

Молекулярное профилирование дает дополнительную информацию о заболевании, но она не всегда применима для выбора лечения. Например, в ситуациях, когда стандартная терапия обладает достаточной эффективностью или показано хирургическое лечение. Можно определить клинические ситуации когда такое исследование может быть наиболее полезно:

• Редкий вид опухоли;
• Опухоли с неустановленным первичным очагом (неизвестно, где изначально появилась опухоль, давшая метастазы);
• Тех случаев, когда требуется выбор из нескольких вариантов применения таргетной терапии;
• Исчерпаны возможности стандартной терапиии требуется экспериментальное лечение или включение пациента в клинические исследования.

Специалисты проекта Solo консультируют онкологов или пациентов и подсказывают, нужен ли тест в данном случае.

Прецизионная медицина и клинические исследования

Обычно в медицинской практике применяют общие стратегии для лечения пациентов с определенным диагнозом. Для мелкоклеточного рака легкого используется одна стратегия, для немелкоклеточного - другая. Для онкологических заболеваний этот метод подходит не всегда. Из-за различий на молекулярном уровне даже при одном и том же типе опухоли пациенты могут получить неэффективное или лишнее лечение.

С увеличением исследований и изобретением таргетных препаратов, подход к лечению онкологических заболеваний начал меняться. Чтобы увеличить безрецидивный период и продолжительность жизни пациента, нужно учитывать молекулярный профиль опухоли, ответ организма на лекарственные препараты и химиотерапию (фармакогеномика), знать главные биомаркеры.

Прецизионная медицина позволяет существенно улучшить прогноз конкретного пациента, избежать серьезных побочных эффектов онкологических препаратов и значительно повысить качество жизни больного. Но и у этого метода существуют недостатки.

Таргетных препаратов становится все больше, и они имеют два основных ограничения: большинство молекулярно-направленных агентов обеспечивают лишь частичное подавление сигнальных путей и многие из них слишком токсичны для использования в комбинации.

Представьте, что вы архитектор Москвы. Перед вами стоит непростая задача - решить проблему с пробками в час пик, построив один мост. Молекулярные механизмы можно сравнить с движением машин, а мост - главный препарат, который должен решить основную проблему. Кажется, что несколько лекарств (серия мостов), направленные на главные молекулярные нарушения, могут решить эту проблему. Но токсичность препаратов при этом увеличивается и может быть непредсказуемой.

Мы стали лучше понимать молекулярные процессы злокачественных опухолей, но текущие методы внедрения точной онкологии в клиническую практику сильно отстают. Чтобы ускорить изучение таргетной терапии, ученые разработали два новых подхода - Basket и Umbrella.

Суть метода Basket в том, что для исследования выбирают пациентов с определенным биомаркером, независимо от расположения и названия опухоли. В мае 2017 года FDA одобрила такой метод лечения для биомаркера под названием высокая микросаттелитная нестабильность (MSI-H) или дефект восстановления несоответствия (dMMR).

Молекулярные нарушения отличаются не только у разных пациентов, но и в пределах одной опухоли. Гетерогенность - большая проблема в онкологии, для решения которой был разработан дизайн исследования Umbrella. Для метода Umbrella пациентов сначала отбирают по типу злокачественных новообразований, а потом учитывают генетические мутации.

Такие исследования помогают не только собрать информацию о действии таргетных препаратов - иногда это единственная возможность для пациентов, которые не отвечают на стандартное лечение зарегистрированными препаратами.

Клинический пример

Мы решили привести наглядный пример, как может выглядеть использование расширенного молекулярного профилирования.

Пациент с меланомой кожи и метастазами в печени обратился к онкологу. Врач и пациент приняли решение сделать молекулярное профилирование, чтобы получить более полную информацию о заболевании. Пациенту провели биопсию и отправили образцы ткани на исследование. В результате диагностики в опухоли обнаружили несколько важных генетических нарушений:

• Мутация в гене BRAF. Указывает на активацию сигнального пути онкогенов RAS-RAF-MEK, который участвует в дифференцировке и выживаемости клеток.
• Мутация в гене NRAS. Указывает на дополнительную активацию сигнального каскада RAS-RAF-MEK.
• Наследственный вариант гена TPMT. Указывает на особенности метаболизма противоопухолевого препарата «Цисплатин».

Ориентируясь на результаты клинических исследований и рекомендации можно прийти к следующим выводам:

• Потенциально эффективными могут быть препараты класса BRAF-ингибиторов (Вемурафениб), более того, наличие мутации NRAS может служить дополнительным основанием для назначения двойной блокады сигнального каскада - комбинацией с MEK-ингибиторами (Траметиниб).
• Несмотря на то что нет одобренной терапии, направленной непосредственно на онкоген NRAS, известно, что мутации в нем повышают вероятность успешного лечения при назначении иммунотерапии (Ипилимумаб и Пембролизумаб).
• Наследственный генетический вариант в гене TPMT указывает на повышенную индивидуальную токсичность Цисплатина, что требует коррекции дозы при назначении платиносодержащих режимов терапии.

Таким образом, врач получает возможность ориентироваться среди возможных вариантов лечения отталкиваясь не только от клинических параметров пациента, но и учитывая молекулярные особенности опухоли.

Молекулярная диагностика - это не панацея для всех онкологических заболеваний. Но это важный инструмент для онколога, который позволяет подойти к лечению злокачественных опухолей с новой стороны.

Спасибо, что читали и комментировали наши материалы об онкологии. Вот полный список статей.

Молекулярная патология рака легкого изучает совокупность морфологических и молекулярно-генетических особенностей данной опухоли. При этом наиболее важными аспектами проблемы являются определение биомолекулярных и гистогенетических маркеров рака, а также патология апоптоза при раке легкого.

Биомолекулярные маркеры рака легкого разнообразны, совпадают, по всей видимости, с маркерами нерадиационного рака легкого и представлены различными генами, белками, гормонами и другими молекулами.

Клеточные онкогены при раке легкого. В патогенезе рака легкого наибольшее значение имеют клеточные онкогены четырех семейств: myc, ras, bcl, erb-B .

Семейство myc клеточных онкогенов - c-myc, L-myc, N-myc - представлено немедленно реагирующими генами и кодирует клеточные регуляторные белки, индуцирующие пролиферацию и подавляющие дифференцировку. Установлено, что в отсутствие факторов роста повышение экспрессии c-myc приводит не к делению клеток, а к апоптозу, который может ингибироваться bcl-2. Амплификация с-myc обнаруживается в 10-25% случаев рака легкого, в то время как L-myc и N-myc - только в нейроэндокринных опухолях легких (10-30%). Определение повышенной экспрессии онкопротенинов myc регистрируется значительно чаще.

Экспрессия L-myc обнаруживается только в группе нейроэндокринных опухолей легких, а экспрессия с-myc как в группе мелкоклеточного, так и немелкоклеточного рака легкого. В группе мелкоклеточного рака легкого установлена достоверная корреляция экспрессии L-myc и c-myc с наличием метастазов и размерами опухоли.

Семейство клеточных онкогенов ras нередко подвергается изменениям при опухолевом росте. Гены кодируют синтез белков р21, обладающих ГТФ-азной активностью и связывающихся с ГТФ и тем самым воздействующих на передачу ростового сигнала клетке. Описаны мутации, активирующие гены ras и локализующиеся в кодонах 12, 13 и 61. Наиболее часто в раке легкого обнаруживаются мутации K-ras, присущие только немелкоклеточному раку легкого в отличие от мелкоклеточного. Частота мутаций K-ras в аденокарциномах легкого составляет до 30%, а в плоскоклеточном раке легкого только 3%. Показана связь K-ras мутаций с табакокурением.

K-ras мутации обнаружены при предраке легкого - атипической гиперплазии альвеолярного эпителия. В этих же очагах описана экспрессиия р53. Найдены корреляции между более высокой экспрессией данного онкопротеина с железистой дифференцировкой рака легкого. Высокая экспрессия белковых продуктов ras регистрировалась также в очагах аденоматоза легкого и в овальных и щелевидных эпителиальных структурах в рубцах.

Семейство bcl-2 состоит из bcl-2, bax, bak, bclXL, bclXS, белковые продукты которых способны образовывать гомо- и гетеродимеры, оказывающие порой диаметрально противоположное действие на пролиферацию и апоптоз опухолевых клеток. Наиболее изученный из данного семейства bcl-2 локализуется на внутренней мембране митохондрий, а также в ядре, стимулирует пролиферацию клеток и ингибирует апоптоз, вероятно, за счет антиоксидантной активности. Напротив, протеины bax, транскрипцию и синтез которых регулируется р53, блокируют пролиферацию и стимулируют апоптоз опухолевых клеток. BclXL ингибирует апоптоз и стимулирует пролиферацию, а bclXS, напротив, индуцирует апоптоз. Таким образом, баланс между белковыми продуктами bcl-2 - bax, bclXL-bclXS и определяют сдвиг равновесия в сторону пролиферации или апоптоза в опухоли.

Гены-супрессоры при раке легкого. Роль генов-супрессоров при развитии опухолей сводится к блокированию апоптоза и снятию их супрессивного влияния на клеточные онкогены, что в итоге заканчивается активацией пролиферации. Для реализации эффекта от повреждений генов-супрессоров изменения должны затрагивать оба аллеля гена, так как мутированный ген-супрессор всегда относится к сохранному как рецессивный к доминантному. Например, мутация или делеция одной из аллелей гена-супрессора должна сопровождаться потерей или изменениями в другой аллели.

Гены-супрессоры в раке легкого изучены относительно хорошо. Известны наиболее часто встречающиеся делеции хромосом, затрагивающиеся следующие участки: 3p21-24, 17p13, 13q14, 9p21-22 и 5q21. Делеция 3p21-24 встречается наиболее часто: при мелкоклеточном раке- в 100% и при немелкоклеточном - в 85% случаев. Но в этой зоне не локализуется ни одного гена-супрессора. Другие же сайты соответствуют известным генам-супрессорам. Так, например, р53 локализуется в 17р13, ген ретинобластомы - 13q14, р16 INK4B(MTS1) и р15 INK4B(MTS2) - 9р21-22. Функции большинства из перечисленных генов хорошо известны и связаны с контролем фазы G1 митотического цикла и/или апоптоза. Их инактивация вызывает развитие апоптоза. Выявление повреждения генома в области локализации генов-супрессоров на стадии предраковых изменений свидетельствует об участии этих генов на ранних стадиях опухолевого роста. В настоящее время описаны ряд новых генов-супрессоров, имеющих, видимо, значение для развития рака легкого и локализованных в хромосомах 1 и 16.

Ген р53 подвергается наиболее частым изменениям при опухолевом росте. "Дикий" тип р53 (природный) является транскрипционным фактором с множественными функциями, включающими регулировку перехода клеток из G1 в S-фазу, репарацию ДНК, апоптоз вслед за повреждением генома. Делеция одного из алллелей (17р13) в сочетании с точковой мутацией в другом аллеле - генетические перестройки, наблюдаемые в большинстве злокачественных опухолей. Мутированный р53 действует фактически как клеточный онкоген, стимулирует пролиферацию опухолевых клеток и вызывает образование антител, которые выявляются в крови больных. Последнее послужило основанием для разработки иммунодиагностики и иммунотерапии рака легкого.

Мутация вызывает конформационные изменения в протеине р53, и тот накапливается в ядрах клеток, что позволяет определять его иммуногистохимическими методами. Напротив, считается, что "дикий" тип р53 обладает очень коротким полупериодом жизни (20 мин), и поэтому его невозможно определить иммуногистохимически. Инактивация р53 при раке легкого имеется примерно в 70% случаев. Исследования по корреляции экспрессии р53 с выживаемостью противоречивы. В целом, если такое действие и есть, то оно очень несущественно. Не понятна и связь р53 со злокачественной трансформацией. В то же время экспериментальные данные показывают, что при активации "дикого" типа р53 происходит замедление роста и развивается апоптоз, что может привести к реверсии злокачественного фенотипа.

Имеются доказательства о значении мутации р53 на ранних стадиях канцерогенеза легкого. Мутантные формы р53 никогда не выявляются при резервной базальноклеточной гиперплазии или плоскоклеточной метаплазии без признаков дисплазии. При дисплазии р53 мутации выявляются в 12-53% случаев, а при раке на месте - 60-90% случаев в исследованиях ткани, окружающей рак легкого. Обнаружение р53 более, чем в 20% клеток в очагах дисплазии, является маркером необратимых предраковых изменений. Однако мутация р53 - это не обязательный феномен, характерный для рака легкого, и поэтому отсутствие р53 не является благоприятным прогностическим фактором. Кроме того, ни накопление р53, ни его мутации не исчерпывают молекулярные механизмы, через которые р53 может инактивироваться в опухолях. Нарушение работы р53 происходит при его взаимодействии с другими белками-регуляторами митотического цикла - р21, Mdm2, bax.

Ген Rb локализуется в сайте 13q14, который подвергается делеции в 80% случаев мелкоклеточного рака легкого (так же часто, как и при ретинобластоме), кодирует ядерный фосфопротеин массой 110 Кда и контролирует выход клетки из фазы G1. Гипофосфорилирование Rb приводит к блокаде клетки на стадии G1 и апоптозу. Инактивация Rb в опухолях достигается потерей одного из аллелей и мутацией второго аллеля гена.

Таким образом, инактивация генов-супрессоров р53 и Rb имеет большее значение для развития и прогрессии мелкоклеточного рака легкого.

Факторы роста, рецепторы к факторам роста и связывающие протеины при раке легкого. В прогрессии рака легкого факторы роста играют важную роль, обеспечивая с помощью аутокринной и паракринной стимуляции рост опухоли.

Адгезивные молекулы и внеклеточный матрикс при раке легкого. Адгезивные молекулы, интегриновые рецепторы и внеклеточный матрикс рака легкого оказывают модулирующее действие на опухолевые клетки и обеспечивают рост, инвазию и метастазирование опухоли, о чем говорилось в предыдущих разделах лекции.

Первая фаза инвазии опухоли характеризуется ослаблением контактов между клетками, о чем свидетельствует уменьшение количества межклеточных контактов, снижение концентрации некоторых адгезивных молекул из семейства CD44 и др. и, наоборот, усиление экспрессии других, обеспечивающих мобильность опухолевых клеток и их контакт с внеклеточным матриксом. На клеточной поверхности снижается концентрация ионов кальция, что приводит к повышению отрицательного заряда опухолевых клеток. Усиливается экспрессия интегриновых рецепторов, обеспечивающих прикрепление клетки к компонентам внеклеточного матрикса - ламинину, фибронектину, коллагенам. Во второй фазе опухолевая клетка секретирует протеолитические ферменты и их активаторы, которые обеспечивают деградацию внеклеточного матрикса, освобождая тем самым ей путь для инвазии. В то же время продукты деградации фибронектина и ламинина являются хемоаттрактантами для опухолевых клеток, которые мигрируют в зону деградации в ходе третьей фазы инвазии, а затем процесс повторяется снова.

Гистогенетические маркеры различных типов рака легкого. Рак легкого представлен опухолями различного гистогенеза. В последние годы все гистологические типы рака легкого делятся на мелкоклеточный и немелкоклеточный, которые отличаются не только морфологическими проявлениями, но также и клинически, ответом на химиотерапию и прогнозом жизни больных.

Мелкоклеточный рак легкого характеризуется и особыми биомолекулярными маркерами из группы клеточных онкогенов, генов-супрессоров и факторов роста. Кроме того, мелкоклеточный рак отличается и признаками нейроэндокринной дифференцировки. Более чем в 90% случаев клетки опухоли экспрессируют и хромогранин, и панцитокератины. Хромогранин выявляется в виде гранул в цитоплазме опухолевых клеток. Количество хромогранин-положительных клеток и уровень экспрессии колеблется в зависимости от степени зрелости опухоли.

Немелкоклеточный рак легкого - это гетерогенная группа опухолей, относящихся к разным гистогенетическим группам: плоскоклеточный рак (маркерами являются цитокератины и кератогиалин), аденокарцинома (цитокератины слизи, сурфактант), а также крупноклеточный рак, который может быть представлен как низкодифференцированной аденокарциномой, так и низкодифференцированным плоскоклеточным раком.

Оснащение лекции

Макропрепараты: бронхоэктазы и пневмосклероз, хроническая обструктивная эмфизема легких, легочное сердце, сотовое легкое при идиопатическом фиброзирующем альвеолите, силикоз легкого, центральный рак легкого, метастазы рака легкого в надпочечники.

Микропрепараты: хронический обструктивный бронхит, бронхоэктазы и пневмосклероз, хроническая обструктивная эмфизема легких, легочное сердце, перестройка сосудов легкого при вторичной легочной гипертензии, идиопатический фиброзирующий альвеолит, саркоидоз, силикоз легкого, периферический рак легкого, плоскоклеточный рак легкого, аденокарцинома легкого, мелкоклеточный рак легкого.

Электронограммы: хроническая обструктивная эмфизема легких (облитерация альвеолярных капилляров), аденокарцинома легкого, мелкоклеточный рак легкого.