Molecular characteristics of premalignant breast lesions

Full Text

Внедрение популяционного маммографического скрининга рака молочной железы (РМЖ) в ряде стран мира привело к активному выявлению не только ранних стадий заболевания, но и различных предопухолевых состояний [1, 2]. Биологическая и прогностическая роль предопухолевой патологии, а именно ее пролиферативных форм, заключается в риске возникновения инвазивной карциномы, что требует более агрессивной лечебной стратегии (хирургического лечения или превентивной терапии). Все это ставит на повестку дня вопрос о необходимости поиска молекулярно-биологических маркеров, обладающих предикторным и прогностическим значением для широкого круга пациенток с предопухолевыми заболеваниями молочных желез (МЖ). Выделяют несколько механизмов активации пролиферативной активности эпителиальных клеток при предопухолевых состояниях МЖ. Так, первый механизм активации связан с воспалительными цитокинами (интерлейкин-1, фактор некроза опухоли - ФНО), которые активизируют ядерный фактор транскрипции, определяющий активное клеточное деление. Постоянная низкодозовая продукция ФНО стимулирует активность циклооксигеназы 2-го типа (ЦОГ-2) - основного фермента биосинтеза простагландина E2, которые в свою очередь поддерживают высокую экспрессию EGF, KGF, VEGF, IGF, стимулируя клеточное деление. Другой механизм стимуляции пролиферации эпителия осуществляется многочисленными факторами роста (EGF, FGF, VEGF, IGF). Третий путь стимуляции пролиферации является наиболее изученным: взаимодействие стероидных гормонов с соответствующими рецепторами приводит к активации транскрипции с дальнейшим увеличением пролиферативной активности [3]. Клетки нормального эпителия МЖ экспрессируют рецепторы эстрогенов a- (ЕRa) и b-типов (ЕRb) в различных соотношениях: a-типа в 7-10%, а b-типа - в 80-85%, причем колебания уровня ЕRa зависят от фазы менструального цикла. В опухолевых клетках экспрессия ЕRa увеличивается в несколько раз, а содержание ЕRb уменьшается по сравнению с нормальной тканью, причем степень снижения уровня экспрессии ЕRb зависит от степени пролиферации и дифференцировки трансформированной ткани и обратно пропорциональна уровню маркера пролиферации Ki-67 [4, 5]. Экспрессия рецепторов стероидных гормонов является важным прогностическим фактором при РМЖ, в том числе и при микрокарциномах [6]. Однако данные о значении рецепторов стероидных гормонов при гормональных дисплазиях достаточно противоречивы. Так, хорошо известно, что одной из наиболее частых причин дисгормональной дисплазии МЖ является дефицит прогестерона на фоне гиперэстрогенемии. Дефицит прогестерона или нарушение функции 17b-гидроксистероиддегидрогеназы 2-го типа приводит к локальной гиперэстрогении, как важного пускового механизма канцерогенеза. В исследовании Y.Sasaki и соавт. (2010 г.) авторами проанализирована тканевая концентрация эстрадиола и активность стероидных ферментов у 82 пациенток с различной предопухолевой патологией. В качестве группы сравнения активность гормонов изучена при раке in situ и в нормальной ткани МЖ. Авторами убедительно показано, что тканевая концентрация эстрадиола, уровни экспрессии эстрогенов и прогестерона, а также активность ряда стероидных ферментов (ароматазы, стероидсульфатазы и 17b-гидроксистероиддегидрогеназы) при предопухолевой патологии выше, чем в нормальной ткани МЖ. В противоположность этому активность эстроген-сульфотрансферазы при доброкачественных заболеваниях снижается. Важно, что данные закономерности не зависят от гистологического варианта доброкачественного процесса [3]. Одной из причин снижения экспрессии ERb в опухолях является метилирование CpG сайтов промоторного участка гена, и, как следствие, его супрессия. Увеличение количества метилированных сайтов встречается и при предопухолевых состояниях, обусловливая тем самым неблагоприятный клинический прогноз у данных пациенток [7, 8]. Однако есть ряд работ, в которых авторы отметили значимое увеличение экспрессии рецепторов прогестерона при доброкачественных новообразованиях МЖ [9-11]. В работе И.М.Лукавенко и соавт. изучена экспрессия рецепторов эстрогена, прогестерона и маммаглобина при предопухолевой патологии МЖ. Авторами показано, что слабая экспрессия рецепторов эстрогенов на фоне выраженной экспрессии маммаглобина характерна для пациенток постменопаузального возраста с кистозной трансформацией МЖ и наличием отягощенного семейного анамнеза. Показатели экспрессии рецепторов прогестерона оказались значительно выше уровня экспрессии рецепторов эстрогенов во всех клинических случаях [9]. О преобладании экспрессии рецепторов прогестерона в фиброаденомах свидетельствуют и работы H.Yu и L.Diaz [10, 11]. И.Ю.Коган в своем обзоре, посвященном новым подходам к диагностике и патогенетической терапии фиброзно-кистозной болезни, отмечает, что при пролиферативных формах мастопатии доминируют очаговые пролифераты с высоким содержанием рецепторов эстрогенов, особенно при атипических гиперплазиях. Содержание белка Mcl-1 при пролиферативных формах без атипии в 7 раз ниже, чем при непролиферативном варианте. Пролиферативные формы дисгормональной дисплазии отличаются усилением экспрессии эндотелиального трансмембранного гликопротеида (CD-31 или молекулы адгезии сосудистого эндотелия 1-го типа, PECAM-1), который является ранним маркером опухолевого ангиогенеза. Этот маркер, по данным автора, коррелирует с уровнем Ki-67 [12]. Согласно существующим теориям канцерогенез может осуществляться двумя путями. Так называемый путь «де ново», на фоне неизмененных тканевых структур, и «на фоне», когда инициальный этап происходит при наличии фоновых изменений. Онкогенные мутации играют ключевую роль в запуске этого процесса. При этом большинство мутаций, способных инициировать канцерогенез, затрагивают гены, отвечающие за контроль клеточного деления, роста и дифференцировки. Логично предположить, что в случаях предопухолевых изменений, к которым относится дисгормональная дисплазия, могли бы присутствовать те же генетические маркеры, которые характерны для злокачественной трансформации (пролиферации и апоптоза). Одним из перспективных биологических маркеров для пациенток с предопухолевой патологией является ядерный белок р53. При отсутствии повреждений генетического аппарата клетки белок р53 находится в неактивном состоянии; при повреждении ДНК возникает активация протеина, которая приводит к аресту клеточного цикла, что позволяет клетке восстановить нормальную ДНК и предотвратить появление мутаций. В случае если повреждение ДНК значительно и не подлежит восстановлению, экспрессия ядерного белка р53 приводит к апоптозу клетки [13, 14]. Прогностическое значение экспрессии ядерного белка p53 показано при раннем РМЖ, что открывает перспективу его определения и при предопухолевых новообразованиях. Еще в 1990 г. J.Bártek и соавт. показали, что гиперэкспрессии р53 не было отмечено ни в одном образце нормальной ткани или в случаях с предопухолевой патологией, в то время как при РМЖ уровень гиперэкспрессии р53 достигал 50%, на основании чего авторами предположено, что ядерный протеин р53 связан c малигнизацией [16]. M.Younes и соавт. при изучении образцов опухоли у 248 пациенток с предопухолевой патологией и 23 женщин с РМЖ получили следующие данные: гиперэкспрессия р53 отмечалась в 7 (30%) из 23 случаев рака и в 39 (16%) из 248 случаев предопухолевых заболеваний. При длительном мониторинге за 48 пациентками с предопухолевой патологией было выявлено, что при наличии экспрессии р53 рак развился в 12% случаев, в то время как при отсутствии экспрессии р53 - в 7%. По мнению авторов, р53 не может быть эксклюзивным предиктором возникновения рака и не может быть маркером повышенного риска развития злокачественного заболевания [17]. В крупном исследовании T.Rohan и соавт. было изучено влияние экспрессии р53 и гиперэкспрессии c-erb-B2 при предопухолевых заболеваниях на риск развития РМЖ. Материалом к исследованию послужили данные о 4888 пациентках, включенных в программу National Breast Screening Study (NBSS) с предопухолевой патологией МЖ, без отягощенного семейного анамнеза. В результате авторы констатировали несколько фактов: накопление р53, но не гиперэкспрессия c-erb-B2 ассоциировалась с увеличением риска развития рака в группе женщин с предопухолевой патологией. Максимальное неблагоприятное прогностическое значение (многократное увеличение риска развития РМЖ) отмечено для женщин с наличием мутации во 2- и 11-м экзонах гена ТР53 [18]. При анализе амплификаций генов c-myc, int-2/FGF3, и c-erb-B2/neu у 50 пациенток с доброкачественными заболеваниями МЖ, R.Lidereau и соавт. не получили данных об амплификации изучаемых параметров ни в одном из 50 случаев предопухолевых заболеваний [19]. Благодаря применению современных иммуногистохимических методик, в частности, с использованием моноклональных антител, удалось обнаружить самые незначительные антигенные различия между клетками (в одну детерминанту) и дать их количественную оценку. На основании полученных результатов антигены опухолевых клеток могут быть разделены на четыре группы: • секреторные антигены; • антигены экспрессии онкогенов; • антигены промежуточных миофиламентов (виментин, десмин, цитокератин (прекератин), белок нейрофиламентов, белок глиальных филаментов); • дифференцировочные антигены клеточной мембраны; Экспрессия цитокератинов 5/6 типа изучена в ряде работ при предопухолевой патологии, карциномах in situ и инвазивном раке. В исследовании K.Akhtar и соавт. реакция с высокомолекулярными цитокератинами 5/6 значимо разнится у пациенток с неинвазивными опухолями и у больных с доброкачественными новообразованиями, предполагая позитивность реакции при предопухолевых новообразованиях, как свойство базальных клеток [20]. Таким образом, цитокератины 5/6 типа являются маркерами гистогенетической принадлежности, которые могут использоваться в дифференциальной диагностике ряда заболеваний МЖ, а при раке выделять определенный подтип болезни. Однако наиболее важными патоморфологическими факторами риска развития РМЖ являются степень и характер пролиферации эпителия (типичная и атипичная гиперплазия). В работе L.Hartmann и соавт. обсуждалось совокупное число случаев РМЖ после постановки диагноза атипичной гиперплазии у 698 женщин за период наблюдения 1967-2001 гг. Авторами отмечено, что при наличии более 3 фокусов атипии заболевание развилось в 47% случаев, а при наличии 1 фокуса - только в 25% наблюдений. Таким образом, атипичная гиперплазия является важным маркером увеличения риска развития РМЖ [21]. В настоящее время представлены основные морфо-молекулярные маркеры атипичных состояний [21, 22]: • Рецепторопозитивность, которая определяется как процент положительных клеток и как интенсивность окраски, которая выше при протоковом поражении (р<0,001). Рецепторопозитивность характерна для 97% случаев протоковой атипической гиперплазии и для 88% случаев дольковой атипической гиперплазии. • Редкость имммуногистохимической экспрессии c-erb-B2, в отличие от протокового рака in situ с высокой степенью клеточной атипии. • Увеличение уровня экспрессии циклина Д1 описывается в 27-57% наблюдений атипической протоковой гиперплазии. • Ядерное накопление р53 в атипичной протоковой гиперплазии и протоковом раке in situ низкой степени клеточной атипии отсутствует. • Почти 90% случаев атипичной протоковой гиперплазии дают негативную реакцию с антителами к высокомолекулярным цитокератинам. Это важный признак в дифференциальной диагностике атипичной и обычной протоковой гиперплазии МЖ. • В 50% наблюдений атипичной протоковой гиперплазии обнаруживается потеря гетерозиготности одной и более хромосом, аналогично инвазивному протоковому РМЖ [21, 22]. В когорте из 231 случая атипичных гиперплазий D.Visscher и соавт. изучали гиперэкспрессию ЦОГ-2. Оказалось, что при отсутствии гиперэкспрессии (0-1+) риск развития РМЖ составит 13%, тогда как в случае наличия гиперэкспрессии (3+) возрастет до 25% [23]. Еще одним характерным признаком атипической гиперплазии являются амплификация центросом фибробластов, которая отмечается в 88% случаев; при непролиферативных состояниях данный параметр отрицателен [24]. Снижение Е-кадхерина наблюдается при дольковой форме атипичной гиперплазии, дольковом раке in situ и инфильтративном дольковом раке. Знаменательным событием 1-го десятилетия ХХI в. явилось открытие принципиально нового класса биологически активных молекул - микро-РНК (MiR), представляющих собой «глобальных переключателей» генома, регулирующих множественные метаболические пути и образование белковых продуктов. Уровни некоторых микро-РНК изучены при доброкачественной патологии. По данным J.Chan, экспрессия MiR-21 вызывает блокирование генов, связанных с апоптозом [25]. МiR-221/222 относят к онкогенным микро-РНК, сверхэкспрессия которых в разных типах опухолей приводит к усилению клеточной пролиферации, ингибированию апоптоза, индукции ангиогенеза. Подавление и низкий уровень экспрессии MiR-221/222 в опухолях МЖ коррелирует с положительным статусом эстрогенных рецепторов и более благоприятным прогнозом заболевания [26, 27]. Активность MiR-155 необходима для поддержания нормального функционирования клеток; увеличение экспрессии данной микро-РНК отмечено в аутоиммунных заболеваниях, также как и при различных типах рака [28]. Кроме того, MiR-155 ассоциируется с эстроген-позитивным статусом опухоли и потенциально может служить диагностическим маркером [29]. По данным ряда авторов, микро-РНК МiR-205 индуцирует апоптоз и тормозит рост и инвазию клеток опухоли, а также является супрессором онкогенеза [30, 31]. В работе В.И.Козлова были изучены уровни некоторых микро-РНК у 25 пациенток с диагнозом «фиброаденома МЖ»; средний возраст больных составил 29±3,2 года. В образцах опухолевой ткани данных пациенток после удаления изучены уровни MiR-21, MiR-155, MiR-221, MiR-222 и MiR-205. Автором отмечено, что в фиброаденомах наблюдается десятикратное увеличение микро-РНК, индуцирующее апоптоз и клеточный рост [32]. Подытоживая, хотелось бы закончить обзор словами академика В.Ф.Семиглазова: «Проблема диагностики пролиферативных форм фиброзно-кистозной мастопатии и минимального РМЖ остается нерешенной, поскольку в настоящее время показания для инвазивных методов диагностики пролиферативных процессов ориентированы исключительно на очаговые образования, выявляемые при комплексной клинической и рентгено-эхографической оценке состояния МЖ» [1]. В то же время известно, что до 56% случаев атипической гиперплазии МЖ протекает без формирования очагового образования, определяемого пальпаторно или рентгенологически. И это еще раз свидетельствует о необходимости поиска достоверных молекулярных маркеров прогрессии предопухолевых заболеваний в неопластическом процессе.

About the authors

I V Vysotskaya

I.M.Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: vysotskaya.irina@mail.ru
119991, Russian Federation, Moscow, ul. Trubetskaia d. 8, str. 1

V P Letyagin

N.N.Blokhin Russian Cancer Reseach Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

115478, Russian Federation, Moscow, Kashirskoe sh., d. 23

E M Pogodina

N.N.Blokhin Russian Cancer Reseach Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

115478, Russian Federation, Moscow, Kashirskoe sh., d. 23

References

Supplementary files