Молекулярная биология рака молочной железы

Введение

Рак считается генетическим заболеванием, и его можно лучше понять, изучив изменения ДНК, которые ведут к развитию рака. Однако более глубокое понимание канцерогенеза требует понимания того, как эти генетические альтерации изменяют клеточные программы, которые приводят к росту, инвазии и метастазированию. Эта глава представлена в виде логической прогрессии от ДНК к РНК и к протеину, и она описывает повреждения, которые способствуют канцерогенезу в молочной железе на каждом этапе. В этой главе также представлены концепции эпигенетики и анализ экспрессии генов, показывающие, как новые биологические открытия и новые технологии оказывают глубокое влияние на наше понимание патогенеза рака молочной железы и влияют на лечение пациентов.

Генетика рака молочной железы

Рак молочной железы является гетерогенным заболеванием, вызываемым прогрессирующей аккумуляцией генетических аберраций, включая точечные мутации, хромосомные амплификации, делеции, перестройки, транслокации и дупликации. Подавляющее большинство случаев рака молочной железы возникают спорадически и связаны с соматическими генетическими изменениями. Герменативные мутации составляют примерно 10% всех случаев рака молочной железы и связаны с несколькими наследственными синдромами рака молочной железы.

Наследственный рак молочной железы

Семейная история представляет один из наиболее важных факторов риска развития рака молочной железы. Хотя семейные формы составляют почти 20% всех случаев рака молочной железы, большинство генов, ответственных за семейный рак молочной железы, не идентифицированны. Гены восприимчивости к раку молочной железы можно разделить на три класса в зависимости от их частоты и уровня риска: редкие высоко-пенетрантные гены, редкие гены с промежуточной пенетрантностью и частые низко-пенетрантные гены и локусы (Таблица 78.1).

Редкие высокопенетрантные гены

BRCA1 и BRCA2. BRCA1 and BRCA2 mutations account for approximately half of all dominantly inherited hereditary breast cancers. These mutations confer a relative risk of breast cancer 10 to 30 times that of women in the general population, resulting in a nearly 85% lifetime risk of breast cancer development.5 BRCA1 and BRCA2 mutation carriers are quite rare among the general population; however, the prevalence is substantially higher in certain founder populations, most notably in the Ashkenazi Jewish population, where the carrier frequency is 1 in 40.

More than a thousand germline mutations have been identified in BRCA1 and BRCA2. Pathogenic mutations most often result in truncated protein products, although mutations that interfere with protein function also exist.4,5 Interestingly, the penetrance of pathogenic BRCA1 and BRCA2 mutations and age of cancer onset appear to vary both within and among family members. Specific BRCA mutations as well as gene–gene and gene–environment interactions as potential modifiers of BRCA-related cancer risk are areas of active investigation.6,7 Risk variation may be explained by different genetic modifiers in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. These alleles have been primarily identified from studies of the Consortium of Investigators of Modifiers of BRCA1/2 (CIMBA).8 The commonly identified single nucleotide polymorphisms (SNPs) that modify BRCA1/2 are listed in Table 78.2 with their gene location, associated risks, and frequency. These modifying SNPs combine multiplicatively and, therefore, may significantly alter a mutation carrier’s risk depending on the number of risk alleles present.9

Features of BRCA1-related breast cancers distinguish them from both BRCA2-related and sporadic breast cancers.4 BRCA1-related tumors typically occur in younger women and have more aggressive features, including high histologic grade; high proliferative rate; aneuploidy; and absence of estrogen receptor (ER), progesterone receptor (PR), and human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). This triple-negative phenotype of BRCA1- related breast cancers is further characterized by a basal-like gene expression profile of cytokeratins 5/6, 14, and 17; epidermal growth factor; and P-cadherin.10 Although BRCA1 and BRCA2 genes encode large proteins with multiple functions, they primarily act as classic tumor suppressor genes, maintaining genomic stability by facilitating double-strand DNA repair through homologous recombination.10,11 When loss of heterozygosity (LOH) occurs via loss, mutation, or silencing of the wild-type BRCA1 or BRCA2 allele, the resultant defective DNA repair leads to rapid acquisition of additional mutations, particularly during DNA replication, and ultimately sets the stage for cancer development.

The integral role of BRCA1 and BRCA2 in double-strand DNA repair holds potential as a therapeutic target for BRCA-related breast cancers. For example, platinum agents cause interstrand cross-links, thereby blocking DNA replication and leading to stalled replication forks.

Poly (adenosine diphosphate [ADP]-ribose) polymerase 1 (PARP1) inhibitors additionally show promise as specific therapy for BRCA-related tumors. PARP1 is a cellular enzyme that functions in single-strand DNA repair through base excision and represents a major cellular alternative DNA repair pathway. When PARP inhibition is applied to tumor cells deficient in double-strand DNA repair, as is the case in BRCA mutants, the cells are left without adequate DNA repair mechanisms and ultimately undergo cell cycle arrest, chromosome instability, and cell death.4 Given their phenotypic similarities to BRCA1-related breast cancers, sporadic basal-like breast tumors may display sensitivity to PARP inhibition as well.12 Phase II and III studies are currently under way to explore the use of PARP inhibitors in both BRCA-related and basal-like, non– BRCA-related breast tumors. PARP inhibitors in late clinical development include olaparib, niraparib, rucaparib, talazoparib, and veliparib. Olaparib is the first-in-class PARP inhibitor and was recently approved by the U.S. Food and Drug Administration (FDA) for treatment of germline BRCA-positive, HER2-negative metastatic breast cancer in patients who previously received chemotherapy in the neoadjuvant, adjuvant, or metastatic settings. This application is based on results from the phase III OlympiAD trial, demonstrating a 42% reduced risk of disease progression or death from olaparib and a 2.3-month improved progression-free survival (PFS) versus standard chemotherapy in previous treated patients with BRCA-positive, HER2-negative breast cancer.13 Of note, olaparib is additionally approved for the treatment of BRCA-positive advanced ovarian cancer after treatment with three or more lines of chemotherapy and as maintenance treatment for ovarian cancer patients following response to platinum-based chemotherapy, regardless of BRCA mutation status. Beyond olaparib, veliparib has demonstrated promise in BRCA-positive patients. Phase II data have shown that adding veliparib to carboplatin and paclitaxel chemotherapy induced a response rate of 77.8% in patients with advanced BRCA-positive breast cancer.14 Although the PFS was not statistically significantly improved, there was a numeric improvement in the veliparib-containing arm (PFS, 12.3 versus 14.1 months with and without veliparib, respectively), and a larger randomized phase III trial (BROCADE-3) is under way to determine if this combination provides superior outcomes. Other ongoing phase III trials with PARP inhibitors in BRCA mutated breast cancer include EMBRACA which is a study evaluating the PARP inhibitor, talazoparib, compared to physician’s choice of chemotherapy and BRAVO which is a phase III trial of Niraparib compared to physicians choice of therapy. Much remains to be understood about the optimal use of PARP inhibitors. Challenges include identifying robust predictive biomarkers that can guide patient selection (e.g., measures of platinum sensitivity and homologous recombination repair) and understanding variations among PARP inhibitors in clinical development to name but a few. Differences in potency and the mechanism of action have been well elucidated in preclinical studies,15 and the results of ongoing clinical trials need to be interpreted in this context. Of note, several studies have identified mechanisms of resistance to PARP inhibitors such as the development of reversion mutations in the BRCA1 or BRCA2 genes that can restore the open reading frame and hence DNA repair activity.

Таблица 78.1. Гены и локусы восприимчивости к раку молочной железы

Although the exact definition of molecular subtypes is an area of active debate, it is clear that these subtypes are reproducible in multiple, unrelated data sets, and their prognostic impact has been validated in these settings.26,28,36,37 As a result, clinical trials are now being designed to subdivide patients by ER or PR and HER2 status to validate claims that therapeutic approaches should address these groups rather than the population of breast cancer patients as a whole. In 2011, the St. Gallen International Breast Cancer Conference recognized that breast cancer should not be treated as a single disease and recommended defining disease by molecular subtype using genetic array testing or approximated by ER, PR, or HER2 status in conjunction with markers of proliferation, such as Ki-67. This approach is now recognized by the international consensus as the optimal way to stratify patients for treatment.

Мутационные профили в раке молочной железы по молекулярным подтипам

Mutational profiling of all types of breast cancer has demonstrated marked heterogeneity that exists across the entire spectrum of tumors. Data from TCGA (see Fig. 78.1) highlight the fact that somatic mutations in just three genes (TP53, PIK3A, and GATA3) occur at an incidence of greater than 10%.28 However, when the mutational profile of breast cancers is analyzed by intrinsic subgroup, certain patterns emerge. The most frequent mutation in luminal A tumors is PIK3CA (45%), followed by MAP3K1, GATA3, TP53, CDH1, and MAP2K4. Like luminal A cancers, luminal B cancers also showed a wide range, with the most frequently mutated genes being TP53 and PIK3CA (both 29%). However, the TP53 pathway appears to be differentially inactivated, with a much lower frequency of TP53 mutations in luminal A (12%) compared to luminal B (29%) tumors. Although the HER2- enriched subgroup also shows a high frequency of mutations in TP53 (72%) and PIK3CA (39%), HER2-enriched tumors appear to have a much lower frequency of mutated genes than the luminal subtypes. This may be due to the fact that these tumors are ER negative because the pattern of mutations seen in this group is similar to that of TNBCs. Basal-like tumors commonly harbor mutations in TP53 (80%) and show little overlap with the pattern seen in the luminal subtypes. In addition, the TP53 mutations present in the basal-like group were mostly nonsense and frameshift-type mutations as opposed to missense mutations, which again emphasizes the differences between ER-positive and ER-negative subtypes. Interestingly, the TP53 mutations seen in the basal- like group showed significant similarities those seen in serous cancers of the ovary.

Транскрипционные профили рака молочной железы — прогноз и успешность терапии

70-Gene Assay (Mammaprint)

Transcriptional profiling of tumors has been used extensively to not only define molecular subtypes but also determine prognosis and the value of systemic therapy, including chemotherapy and endocrine treatment. van’t Veer et al.37 and van de Vijver et al.40 were the first to apply transcriptional profiling to define a subgroup of breast cancer patients with an increased risk of metastasis. In their first study published in 2002, they defined a gene expression signature that showed a hazard ratio (HR) of 5.1 (95% confidence interval [CI], 2.9 to 9.0; P

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ЛЮМИНАЛЬНОГО ТИПА А РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ.

Широкое клиническое использование молекулярной классификации рака молочной железы (РМЖ) началось после появления рекомендаций консенсуса по лечению раннего рака молочной железы (St Gallen, 2011) [1]. Эксперты консенсуса выработали суррогатную схему определения молекулярных типов РМЖ на основании изучения экспрессии всего лишь четырёх иммуногистохимических маркёров: рецепторов эстрогенов (ER), рецепторов прогестерона (PR), рецептора эпидермального фактора роста 2-го типа (Her2) и маркёра пролиферации (Ki67). В соответствие с несколько уточнённым алгоритмом, принятым на консенсусев 2013 году [2], к люминальному типу А относятся опухоли позитивные поэкспрессии ER, позитивные по экспрессии PR (> 20% опухолевых клеток), без гиперэкспрессии Her2 и с низким уровнем пролиферативной активности (Ki67).

Основным видом лечения люминального типа А является эндокринная терапия. Однако, существует ряд ситуаций, когда люминальный тип А рака требует более агрессивного лечения. К этим ситуациям относятся: высокие баллы Oncotype DX21 (> 25), высокие баллы Mammaprint, 3-я степень злокачественности по Ноттингемской системе, поражение > 3 лимфатических узлов, а так же молодой возраст пациенток [2]. Это тем более удивительно, что высокие баллы в таких тестах как Oncotype DX21 и Mammaprint обусловлены высоким уровнем экспрессии пролиферативных генов, а люминальный тип А, по определению, имеет незначительную фракцию пролиферирующих клеток (низкий Ki67). Возможно, это связано с тем, что по индексу мечения Ki67 можно судить только лишь о фракции пролиферирующих клеток, но не о скорости пролиферации. В итоге получается парадоксальная ситуация – опухоль с высоким уровнем экспрессии рецепторов стероидных гормонов и низким Ki67 может обладать агрессивным клиническим течением даже в отсутствие гиперэкспрессии Her2!

Следует иметь ввиду, что как молекулярная классификация, предложенная в St Gallen (2011 и 2013 гг.), так и лежащая в её основе классификация, основанная на изучении профиля экспрессии генов (PAM50) – это фенотипические классификации, которые практически ничего не говорят нам о генетических изменениях в разных молекулярных типах РМЖ. В 2013 году был опубликован тщательный анализ генетических изменений люминального типа А, произведённый специалистами международного консорциума по изучению генетики рака TCGA [3]. В результате этого анализа удалось выделить следующие четыре варианта люминального типа А (см. таб. 1): CAN low, 1q/16q, Chr8-associated, CNA high.

Таб. 1. Генетические подтипы люминального типа А рака молочной железы.

CNA – нарушение копийности участков генома, amp – амплификация, del –делеция.

CNA low: молекулярный подтип, характеризующийся низкой частотой нарушения копийности разных участков генома и низкой частотой активирующих мутаций. Для этих опухолей свойственна выраженная Т-клеточная лимфоидная инфильтрация, выявляемая при рутинном гистологическом исследовании.

1q/16q: с генетической точки зрения этот молекулярный подтип является, в какой-то мере, прототипом люминального типа А. Он характеризуется увеличением копийности 1q и потерей 16q, мутациями GATA3 (делеция СА в 4-м интроне) и PIK3CA. Молекулярные пути, задействованные при этом подтипе рака, показаны на рис. 1.

Рис. 1. Частота молекулярных нарушений в люминальном типе А, 1q/16q подтипе. Красным цветом маркированы киназы с активирующими мутациями, синим – с инактивирующими.

Мутации гена PI3K очень важны с клинической точки зрения из-за наличия ингибиторов PIK3CA, которые подавляют каскад PTEN-PIK3CA-Akt1. А так же из-за применения ингибиторов mTOR при люминальном раке. С другой стороны инактивирующие мутации MAP3K1 и MAP2K4 могут обуславливать резистентность опухолей к химиотерапии и гормональной терапии [4].

Chr8-associated: данный подтип характеризуется в основном амплификацией локуса 8p21-23, содержащего ряд ключевых генов – IKBKB, ZNF703, WHSC1L1, FGFR1. Кроме амплификации 8p21-23 в этом молекулярном типе может наблюдаться амплификация гена циклина D1 (CCND1). Важность выделения люминального рака с амплификацией генов CCND1 и FGFR1 сложно переоценить, ибо в настоящее время проходят клинические испытания как ингибитора циклин-зависимых киназ (Palbociclib, Pfizer), так и ингибитора FGFR1 (Dovitinib, Novartis) при РМЖ [5].

CNA high (атипичный люминальный тип А): этот подтип характеризуется высоким уровнем геномной нестабильности, высокой частотой амплификация генов c-MYC и AURKA и высокой частотой рекуррентных мутаций TP53. Прогноз атипичного люминального типа А плохой независимо от размера опухоли, стадии по TNM, степени злокачественности по Ноттингемской системе и возраста. Именно этот подтип имеет высокие значения Oncotype DX21, Mammaprint и PAM50 ROR, и, в соответствие с рекомендациями Сант Галленовского консенсуса, требует дополнительного назначения цитотоксической терапии. Также было показано, что амплификация гена AURKA сопровождается гиперэкспрессией Аурора киназы А, что важно в контексте предклинических испытаний ингибиторов данного белка на клеточных линиях рака молочной железы.

Таким образом, несложно заметить, что люминальный тип А – это, возможно, самый гетерогенный молекулярный тип рака молочной железы как сточки зрения прогноза течения, так и с точки зрения генетических нарушений, лежащих в основе чувствительности и резистентности опухоли к определённым видам терапии.

1. Goldhirsch A. et al. 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. 2011; 22(8): 1736-47.

2. Goldhirsch A. et al. Personalizing the treatment of women with early breast cancer: highlights of the St Gallen International Expert Consensus on the Primary Therapy of Early Breast Cancer 2013. Ann Oncol. 2013; 24(9): 2206-23.

3. Ciriello G. The molecular diversity of Luminal A breast tumors. Breast Cancer Res Treat. 2013; 141: 409–20.

4. Small GW et al. Mitogen-activated protein kinase phosphatase-1 is a mediator of breast cancer chemoresistance. Cancer Res.2007; 67(9): 4459–66.

5. Andre F. et al. Targeting FGFR with Dovitinib (TKI258): Preclinical and Clinical Datain Breast Cancer. Clin Cancer Res. 2013;19(13): 3693–702.

Диагностика злокачественных новообразований

Достижения генетики и молекулярной биологии последних десятилетий оказали огромное влияние на понимание природы инициализации и прогрессии злокачественных новообразований.

Рак представляет собой гетерогенную группу заболеваний, в основе возникновения которых лежит комплекс генетических нарушений, обеспечивающих возможность неконтролируемого роста опухолевых тканей и способность к метастазированию.

Онкологические заболевания характеризуются клональной эволюцией трансформированных клеток.

Одним из механизмов возникновения раковых клеток является трансформация нормальных клеток вследствие накопления наследуемых (герминативных) и приобретенных (соматических) мутаций в критических протоонкогенах и ассоциированных с опухолями генах-супрессорах. Эти знания открыли принципиально новые возможности в диагностике и лечении злокачественных новообразований.

Влияние конкретных генетических нарушений, лежащих в основе опухолевого роста, позволило обнаружить специфические молекулярные маркеры и разработать на их основе тесты ранней диагностики опухолей. Современная диагностика опухолей предусматривает обязательное применение наряду с классическими морфологическими методами иммуноцитохимических и молекулярно-генетических методов.

Есть и другой аспект проблемы, который связан с ранним распознаванием метастазов. Наличие минимальной остаточной опухоли и микрометастазов существенно ограничивает перспективу дальнейшего увеличения показателей выживаемости. До последнего времени поиск микрометастазов осуществляли только традиционными методами световой микроскопии, которые в большинстве случаев оказываются неэффективными.

Развитие иммуноцитохимических и молекулярно-биологических технологий сделало возможной идентификацию единичных изолированных опухолевых клеток в лимфатических узлах, серозных жидкостях организма, периферической крови и костном мозге. В частности, удается выявить одну опухолевую клетку среди 1 млн разнообразных по своей природе кроветворных клеток костного мозга.

Маркеры опухолевого роста и их выявление

Выделяют три группы маркеров опухолевого роста: белок-ассоциированные маркеры, РНК-маркеры и ДНК-маркеры.

Белок-ассоциированные маркеры могут определяться в обычных пробах крови рутинными биохимическими и иммунохимическими методами. Среди таких маркеров следует упомянуть простатоспецифический антиген (ПСА) при раке предстательной железы, СА 125 при раке яичника, раково-эмбриональный антиген (РЭА) при карциномах органов пищеварительного тракта, человеческий хорионический гонадотропин при трофобластических опухолях, альфа-фетопротеин при гепатоцеллюлярном раке и эмбриональных карциномах.

Выявление этих белков важно для определения прогноза и мониторинга заболевания, раннего обнаружения метастазов и рецидивов опухоли. Однако их применение ограничено, так как они недостаточно специфичны для какой-либо одной опухоли или типа опухолей, а их присутствие в крови часто указывает на уже распространенный процесс.

Использование маркеров, ассоциированных с рибонуклеиновой кислотой (РНК), основано на наличии мутаций в протоонкогенах и генах-супрессорах опухолей, которые могут определяться и в транскриптах. Проведение диагностики на основе РНК-маркеров является трудоемким, так как они легко деградируют, но оценка экспрессии генов на уровне РНК может быть использована как важный диагностический критерий.

Современные методы позволяют определять экспрессию тех или иных мутантных генов путем выделения РНК из клинического материала с последующей обратной транскрипцией (ОТ) и полимеразной цепной реакцией (ПЦР) для амплификации дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) (обратно-транскриптазная полимеразная цепная реакция (ОТ-ПЦР)).

Анализ цельной крови и костного мозга на наличие анормальных транскриптов, полученных из трансформированных клеток, применяют для мониторинга пациентов с хроническим миелолейкозом, минимальной резидуальной болезнью. Наиболее перспективно использование этого метода для обнаружения микрометастазов - единичных опухолевых клеток в тканях.

ДНК-маркеры - самый распространенный субстрат для молекулярно-биологической диагностики, так как ДНК стабильна и может быть быстро амплифицирована с использованием методики ПЦР, что дает возможность обойтись минимальным количеством клеточного материала.

При диагностике онкологических заболеваний с использованием ДНК-маркеров выявляют мутации генар53 в ДНК, выделенной из мочи пациентов с раком мочевого пузыря, а также мутации онкогена Ras в ДНК, выделенной из биологического материала пациентов с колоректальным раком. Мутации генов р53 и Ras выявляют также в ДНК, выделенной из мокроты пациентов с раком легкого.

Важное место в обнаружении опухолевых клеток занимает анализ повторов последовательностей нуклеотидов в микросателлитной ДНК, который позволяет установить как наличие новой аллели гена (что свидетельствует о нестабильности микросателлитной ДНК), так и потерю одной из его аллелей (потерю гетерозиготности).

Такие находки указывают на присутствие клеточных клонов, содержащих измененную генетическую информацию, что характерно для опухолевых клеток. Анализ микросателлитной ДНК применяют при исследовании мочи у больных раком мочевого пузыря и гипернефромой, слюны при опухолях головы и шеи, панкреатического сока при раке поджелудочной железы, изучении пункционных аспиратов при раке молочной железы, мокроты при раке легкого.

В целом обнаружение в клинических образцах потери гетерозиготности и/или нестабильности микросателлитной ДНК указывает на присутствие клеток, несущих искаженную информацию, свойственную опухолевому росту.

Известно, что нормальные и опухолевые клетки различаются по экспрессии многих сотен генов, поэтому разработаны современные методы серийного анализа экспрессии, основанные на технологии микрочипов и позволяющие оценивать сотни и даже тысячи генов одновременно.

Одним из новых перспективных молекулярных маркеров опухоли является телоизомераза, рибонуклеопротеиновый фермент, наращивающий нуклеотидные последовательности на концах хромосом (теломерах). Активность данного фермента постоянно присутствует в более чем 90% опухолей и практически не обнаруживается в нормальных тканях.

ДНК-тестирование успешно применяется при различных наследуемых опухолях: ретинобластоме, полипозе кишечника, множественных эндокринных опухолях второго типа (MEN2), а также гены предрасположенности к раку молочной железы и яичников BRCA I, BRCA II.

Внедрение современных методов молекулярной диагностики в широкую онкологическую практику неизбежно потребует серьезного технического перевооружения существующих клинических лабораторий и специально подготовленного персонала. Сами методы диагностики при этом должны пройти масштабные клинические испытания с учетом принципов рандомизации.

Несмотря на возможности, связанные с использованием перечисленных маркеров опухолевого роста, пока еще не существует абсолютно надежных методов ранней (досимптомной) диагностики опухолей. В преобладающем большинстве случаев врачам-онкологам приходится иметь дело с уже развившимися опухолями.

И основными задачами лабораторной службы являются морфологическое подтверждение диагноза, установление гистоструктуры и гистогенеза опухоли, определение степени ее злокачественности, выявление метастатического поражения регионарных и отдаленных лимфатических узлов, других органов, дифференциальная диагностика с иными патологическими процессами. Решая эти вопросы, используют материал, полученный при биопсии опухолей и лимфатических узлов, клетки крови, пунктаты костного мозга, экссудаты из серозных полостей, а также смывы и соскобы, сделанные во время оперативного вмешательства.

Методы молекулярной диагностики имеют несомненную перспективность и высокую точность, однако вопрос об их специфичности и чувствительности сохраняет свою актуальность. Это связано с тем, что опухоли всегда состоят из смеси нормальных и злокачественных клеток, поэтому выделяемая из них ДНК также гетерогенна, что необходимо учитывать при решении вопроса о применимости молекулярных тестов.

Тем не менее методики, базирующиеся на ПЦР, технологически исключительно чувствительны и способны обнаруживать специфические генетические нарушения задолго до формирования морфологически определяемой опухоли.

В настоящее время сформировалось несколько направлений использования молекулярных тестов в онкологии:

1. Раннее выявление опухолей наиболее часто основывается на определении мутаций ras и p53, обнаружение которых позволяет в некоторых случаях судить о стадии опухолевого процесса. Информативным ранним маркером рака толстой кишки служат мутации гена АРС. Микросателлитные маркеры высокоэффективны для ранней диагностики рака мочевого пузыря и простаты. Широкий спектр опухолей может быть диагностирован с использованием протоколов активности телоизомеразы.

2. Метастазирование и распространенность опухоли также могут оцениваться с применением молекулярных тестов. Наиболее часто для этих целей используют ОТ-ПЦР, т. е. с помощью РНК-маркеров выявляют изменения экспрессии генов в опухолевых клетках.

3. Анализ цитологических и гистологических препаратов с помощью молекулярных тестов. Примером может служить определение вирусов папилломы человека (ВПЧ) при раке шейки матки, а также применение молекулярных тестов для выявления мутаций онкогенов непосредственно на гистологических срезах.

4. Промежуточные биомаркеры служат для выявления клональных и генетических изменений, позволяющих предсказать появление опухолей (табл. 1).

Таблица 1. Опухоли и прогностические ДНК-маркеры или их РНК-продукты



Примечание: Обозначения: CCNDI - ген циклина, ERBB2 - ген эстрогеновых рецепторов, НGГ - ген фактора роста гепатоцитов, ST3GalI и ST3Gal III - гены сиалотрансферазы, MDR1 - ген лекарственной резистентности, TGF-I - ген трансформирующего фактора роста, TSP2 - ген тромбоспондина.

Основные цели молекулярной диагностики в онкологии: выявление наследственных опухолевых синдромов; выбор терапии на основе молекулярных характеристик опухоли; детекция диссеминированных (циркулирующих) опухолевых клеток.

При подтвержденном РМЖ консультация онколога-маммолога Портного Сергея Михайловича — БЕСПЛАТНО .

Среди огромного количества молекулярно-биологических исследований, относящихся к прогнозированию РМЖ и поиску факторов, предсказывающих чувствительность опухоли к различным способам лечения, необходимо выделить появление молекулярно-генетической классификации РМЖ. К ее достоинствам следует отнести интегральную оценку огромного количества молекулярно-биологических характеристик опухоли, как известных ранее, так и новых. Итак, C.M.Perou и соавт. (Perou C.M., Sorlie T., Eisen M.B., et al. Molecular portraits of human breast tumours. Nature. 2000, 406, 747–752.), T. Sorlie и соавт. (Sorlie T., Perou C.M., Tibshirani R., et al. Gene expression patterns of breast carcinomas distinguish tumor subclasses with clinical implications. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001, 98, 10869–10874.) представили классификацию РМЖ, основанную на вариациях набора экспрессируемых генов и корреляции генетических характеристик опухоли с отдаленными результатами.

Все опухоли были разделены на две большие группы.

  1. Первая включала 3 подгруппы, опухоли каждой из них характеризовались низкой экспрессией (или отсутствием экспрессии) рецепторов эстрогенов (РЭ) и некоторых дополнительных транскрипционных факторов, экспрессируемых РЭ+ опухолями. 1a. Опухоли подобные базальному эпителию молочной железы. Характеризуются высокой экспрессией кератинов 5 и 17, ламинина, протеина 7, связывающего жирные кислоты. 1b. Подгруппа ERBB2+ (HER2 +). Опухоли с высокой экспрессией некоторых генов 17q22.24, включая ERBB2 (HER2 +) и GRB7. 1c. Опухоли подобные нормальным клеткам молочной железы. Имеют самую выраженную экспрессию многих генов, известных для жировой ткани и клеток других неэпителиальных тканей. Эти опухоли демонстрировали также выраженную экспрессию генов базального эпителия и низкую экспрессию генов люминального эпителия.
  2. Вторая группа опухолей описывается как опухоли РЭ+, подобные люминальному эпителию. Группа так же делится на 3 подгруппы. 2a. Люминальный подтип А. Клетки демонстрируют высочайшую экспрессию гена РЭ ? и эстроген-регулируемого LIV-1. 2b. Люминальный подтип В. Клетки имеют умеренную или низкую экспрессию генов, специфичных для люминального типа, включая кластер РЭ. 2c. Люминальный подтип С. Клетки имеют те же характеристики, как и клетки люминального типа В, отличаются от последних высокой экспрессией генов, координирующая функция которых неизвестна и которые имеют сходные черты с генами, экспрессирующимися в опухолях, подобных базальному эпителию, и подтипе ERBB2+.

При анализе корреляции экспрессии генов с выживаемостью оказалось, что из 1753 генов влияние на выживаемость имеют 264. Больные с опухолями, подобными базальному эпителию, и с опухолями подтипа ERBB2+ имеют самую короткую длительность жизни. Люминальный подтип С характеризовался более низкой выживаемостью по сравнению с люминальными типами А и В.

Молекулярно-генетические исследования при РМЖ продолжают развиваться очень бурно, и классификация продолжает совершенствоваться. С практической точки зрения широко используется суррогатная классификация РМЖ, основанная на иммуногистохимическом исследовании рецепторов эстрогенов, рецепторов прогестерона (РП), рецепторов эпидермального фактора роста второго типа (HER2), показателя пролиферативной активности Ki67. Выделяются следующие группы опухолей:

  1. тройной негативный РМЖ (РЭ-РП-HER2-)
  2. негативный по гормональным рецепторам позитивный по HER2 (РЭ-РП-HER2+)
  3. позитивный по гормональным рецепторам позитивный по HER2 (РЭ+РП+HER2+)
  4. позитивный по гормональным рецепторам негативный по HER2 (РЭ+РП+HER2-)
    • подобный люминальному А: с высокой экспрессией гормональных рецепторов, низкой пролиферативной активностью, низкой степенью злокачественности
    • промежуточный
    • подобный люминальному В: с низкой экспрессией гормональных рецепторов, высокой пролиферативной активностью, высокой степенью злокачественности.

Читайте также: