Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



UkraineOncoGlobal

UkraineOncoGlobal

Журнал «Практична онкологія» Том 2, №4, 2019

Повернутися до номеру

Молекулярная патология уротелиальных карцином: прогностические и предиктивные биомаркеры

Автори: Сулаева О.Н.(1), Стаховский А.Э.(2), Шапочка Д.А.(1), Селезнев А.А.(1)
(1) — Патоморфологическая лаборатория CSD Health Care, г. Киев, Украина
(2) — Национальный институт рака, г. Киев, Украина

Рубрики: Онкологія

Розділи: Клінічні дослідження

Версія для друку


Резюме

Резюме. Уротеліальні карциноми (УК) становлять більше 90 % випадків раку сечового міхура. Прогноз і вибір лікування пацієнтів з УК на сьогодні базується на клініко-інструментальних і патогістологічних особливостях. На жаль, стандартні клініко-патологічні характеристики зазвичай є недостатніми для прогнозування результату і вибору оптимальної терапії. У даному обзорі проведено аналіз молекулярних механізмів розвитку УК і наведені сучасні підходи до прогнозування та індивідуалізованого вибору терапії при УК на підставі молекулярних біомаркерів. УК мають надзвичайно складний генетичний профіль. На сьогодні ідентифіковано > 300 мутацій, > 200 варіантів порушень кількості копій і > 20 реаранжувань при УК. Вивчення біології УК показало багатофакторність генетичних і геномних порушень як у самій пухлині, так і в клітинах пухлинного мікрооточення. Найбільш складним завданням при інтерпретації молекулярних порушень при УК є визначення клінічної значущості кожного молекулярного біомаркеру. В рамках даного огляду автори обговорюють роль хромосомних і генетичних альтерацій, включаючи аберації хромосоми 9, мутації FGFR3, RAS, PI3KCA, TP53 і RB1 в патогенезі розвитку і прогресії УК. Крім того, в роботі наведені дані щодо прогностичних і предиктивних маркерів м’язово-інвазивних УК, включаючи регулятори проліферації і апоптозу, гіпо­ксії, систем репарації ДНК, а також імунологічні біомаркери. Комплексне вивчення хромосомних і генетичних альтерацій, специфіки експресії генів і імунних чек-пойнтів в комбінації з клініко-лабораторними, інструментальними і патогістологічних даними дозволяє не тільки краще зрозуміти природу і значимість різних молекулярних порушень, але й сприяє розробці оновленої класифікації з включенням молекулярного підтипу зі специфічними рекомендаціями, що засновані на молекулярному профілі пухлини.

Уротелиальные карциномы (УК) представляют более 90 % случаев рака мочевого пузыря. Прогноз и выбор лечения пациентов с УК на сегодня базируется на клинико-инструментальных и патогистологических особенностях. К сожалению, стандартные клинико-патологические характеристики зачастую недостаточны для прогнозирования исхода и выбора оптимальной терапии. В данном обзоре проведен анализ молекулярных механизмов развития УК и представлены современные подходы к прогнозированию и индивидуализированному выбору терапии при УК на основании молекулярных биомаркеров. УК имеют чрезвычайно сложный генетический профиль. На сегодня идентифицировано > 300 мутаций, > 200 вариантов нарушений количества копий и > 20 реаранжировок при УК. Изучение биологии УК показало многофакторность генетических и геномных нарушений как в самой опухоли, так и в клетках ее микроокружения. Наиболее сложной задачей при интерпретации молекулярных нарушений при УК является определение клинической значимости каждого молекулярного биомаркера. В рамках данного обзора авторы обсуждают роль хромосомных и генетических альтераций, включая аберрации хромосомы 9, мутации FGFR3, RAS, PI3KCA, TP53 и RB1 в патогенезе развития и прогрессии УК. Кроме того, в работе представлены данные относительно прогностических и предиктивных маркеров мышечно-инвазивных УК, включая регуляторы пролиферации и апоптоза, гипоксии, систем репарации ДНК, а также иммунологические биомаркеры. Комплексное изучение хромосомных и генетических альтераций, специфики экспрессии генов и иммунных чек-пойнтов в комбинации с клинико-лабораторными, инструментальными и патогистологическими данными позволяет не только лучше понять природу и значимость разных молекулярных нарушений, но и способствует разработке обновленной классификации с включением молекулярного подтипа со специфическими рекомендациями лечения, основанными на молекулярном профиле опухоли.

Urothelial carcinomas (UC) accounts for about 90 % of all bladder cancers. Nowadays, the prognosis and treatment of patients with UC is based on clinical, instrumental and histopathological features. However, widely recognized clinical and pathological characteristics are often insufficient for precise prognosis and prediction of therapy efficacy. In this review, we analyzed the molecular mechanisms of UC development and discussed current approaches to UC prognostication and individualized therapy selection using molecular biomarkers. UCs have an extremely complex genetic profile. To date, more than 300 mutations, above 200 copy number variations, and more than 20 rearrangements have been identified in UC. Study of UC biology showed the multifactorial nature of genetic and genomic disorders, both in the tumor cells and in tumor microenvironment. The most challenging task while interpreting molecular alterations is to define the clinical significance of each molecular biomarker in UC. In this review, the authors discuss the role of chromosomal and genetic alterations, including chromosome 9 aberrations, FGFR3, RAS, PI3KCA, TP53 and RB1 mutations, in the pathogenesis of UC development and progression. In addition, the manuscript presents data on prognostic and predictive markers of muscle-invasive UCs, including regulators of proliferation and apoptosis, hypoxia, DNA repair enzymes, as well as immunological biomarkers. A comprehensive study of chromosomal and genetic alterations, the signatures of gene expression and immune checkpoints in combination with clinical, laboratory, instrumental and histopathological data made it possible not only to understand better the nature and significance of various molecular disorders, but also contributed to further development of advanced UC classification based on molecular subtypes with specific treatment recommendations in line with molecular profiling of the tumor.


Ключові слова

уротеліальні карциноми; біомаркери; лікування

уротелиальные карциномы; биомаркеры; лечение

urothelial carcinomas; biomarkers; treatment

Введение

Рак мочевого пузыря (РМП) входит в десятку наиболее распространенных злокачественных новообразований и представляет собой серьезную клиническую и экономическую проблему [1, 3, 20]. Более 90 % РМП представляют уротелиальные карциномы (УК) [17, 35]. Прогноз и выбор оптимального для пациента варианта лечения на сегодня базируется на клинико-патологических и молекулярных особенностях УК [20, 26, 37]. Выделяют две основные категории УК, значимые для выбора терапии [35, 41]:

1) немышечно-инвазивные УК (НМИУК). В соответствии с 8-м изданием AJCC, опухоли, классифицируемые как НМИУК, включают карциному in situ (CIS), папиллярные неинвазивные (Ta) или инвазивные УК с инвазией в собственную пластинку слизистой оболочки (T1);

2) мышечно-инвазивные УК (МИУК). Как только опухоль проникает в мышечную оболочку (T2) или глубже (T3 и T4), она считается МИУК.

В оценке МИУК важным прогностическим фактором является определение степени злокачественности. Для УК классификация Всемирной организации здравоохранения 2016 года предусматривает бинарную систему, выделяющую опухоли низкой и высокой степени злокачественности — Low Grade (LG-УК) и High Grade (HG-УК) соответственно [10]. Хотя в целом такое разделение более применимо для неинвазивных карцином (рТа), поскольку большинство (≥ 95 %) карцином ≥ рT1 имеют высокую степень злокачественности, а CIS относится к УК высокой степени злокачественности по определению [35]. Список прогностических параметров включает ряд дополнительных признаков (табл. 1).

К сожалению, стандартные клинико-патологические особенности часто недостаточны для прогнозирования исхода и выбора оптимальной терапии. Более того, в основе атипии опухолевых клеток, стадии опухолевого роста, риска рецидива и прогрессирования лежат молекулярные изменения. Активное внедрение в медицинскую сферу секвенирования следующего поколения (NGS) позволило получить огромный пласт информации о молекулярном ландшафте уротелиальных опухолей, однако их анализ и интерпретация представляют определенные сложности. Это связано с тем, что УК имеют чрезвычайно сложный генетический профиль. На сегодня идентифицировано > 300 мутаций, > 200 вариантов нарушений количества копий и > 20 реаранжировок при УК [5, 33]. Средняя частота мутаций в пределах одной опухоли при РМП составляет 7,7 (или 5,8 на Mb) [33, 41]. Среди известных злокачественных новообразований только рак легкого демонстрирует большее количество генетических альтераций, хотя большинство выявленных мутаций являются пассажирскими, не имеющими функциональных последствий и клинической значимости. В данном обзоре представлен анализ молекулярных механизмов развития УК, а также подходы к прогнозированию и индивидуальному выбору терапии при РМП на основании молекулярных биомаркеров.

Молекулярные механизмы развития УК

Развитие уротелиальных опухолей ассоциировано с широким спектром генетических альтераций. К наи–более часто вовлекаемым путям при РМП относятся PI3K/AKT/mTOR, FGFR3/RAF/RAS, TP53/RB1 и гены, вовлеченные в ремоделирование хроматина [5, 25, 35]. При этом разные генетические нарушения ведут к запуску разных процессов и развитию разных видов неоплазий. Развитие LG-УК осуществляется через механизм гиперплазии, тогда как обязательным звеном патогенеза HG-УК является процесс дисплазии [36]. Соответственно, НМИУК и МИУК имеют дивергентные молекулярные механизмы развития (рис. 1).

Под действием мутагенов (курение, химические агенты) в клетках уротелия развиваются повреждения ДНК, которые при отсутствии своевременной коррекции запускают процесс канцерогенеза. Наиболее уязвимой при УК является хромосома 9: возможна потеря всей хромосомы 9 или ее участков [16]. Среди генов в составе хромосомы 9, ответственных за развитие УК, особого внимания заслуживают TSC1 (ген-супрессор опухолей, локализованный в 9q.34) и p16/ARF, расположенный в области 9p [5, 32]. Генетические альтерации не ограничиваются только зоной опухолевого поражения, но, как правило, обнаруживаются в обширных участках внешне нормального уротелия [36]. Результатом потери супрессоров опухолевого роста в составе хромосомы 9 является ускорение пролиферации клеток уротелия с развитием плоской и/или папиллярной гиперплазии, считающейся прекурсором LG-УК, формирующих основную массу НМИУК [16, 36].

Патогенез НМИУК реализуется через три варианта генетических альтераций, все они связаны с работой рецепторных тирозинкиназ и включают нарушения в генах FGFR-3, H-RAS и PI3KCA [36]. Развитие LG-папиллярных карцином чаще всего ассоциировано с активирующими точечными мутациями в гене рецепторной тирозинкиназы в составе рецептора 3-го типа к фактору роста фибробластов (FGFR3), который расположен в 4p16.3 [25]. Мутации FGFR3 выявлены почти в 80 % папиллярных неинвазивных поражений и LG-УК [16, 36]. Хотя эти мутации ассоциированы с высоким риском рецидива, на сегодня не выявлено их взаимосвязи с прогрессированием опухолевого роста [39]. Другие первичные генетические альтерации включают активацию HRAS и PI3K, промотирующих клеточный рост в трансформацию в уротелиальную неоплазию [16]. Активирующие мутации FGFR3 и RAS считаются взаимоисключающими, хотя возможна комбинация мутаций PIK3CA и FGFR3, отражающая потенциальную синергию онкогенного эффекта данных мутаций [5].

Значительная часть НМИУК (pTa и pT1) рецидивируют после трансуретральной резекции (ТУР), но лишь незначительный процент кейсов (10–20 %) трансформируется в HG-УК, которые в большинстве случаев прогрессируют в МИУК [20]. На сегодня доказано, что инвазивные УК развиваются через два ключевых молекулярных механизма — через HG-папиллярные опухоли или СIS [45]. Морфологически развитие инвазивных карцином происходит через механизм дисплазии, которая может развиваться на фоне имеющихся делеций хромосомы 9, но при отсутствии мутации FGFR3. Путь развития инвазивных карцином непапиллярного паттерна в первую очередь включает изменения в генах-супрессорах, отвечающих за контроль клеточного цикла, в том числе p53, p16 и pRB1. Прогрессирование папиллярных НМИУК в HG-УК также сопряжено с нарушениями в TP53 и RB1 [31]. Типичными также являются мутации в CKDNA2 [5]. Дальнейшая прогрессия в МИУК сопровождается нарушением количества копий, потерей гетерозиготности, усилением генетической нестабильности [30, 41].

На сегодня описан широкий спектр онкогенов, генов-супрессоров опухолевого роста, регуляторов репарации ДНК, сигнальных путей, вовлеченных в онкогенез при инвазивных уротелиальных карциномах, но часто трудно определить, насколько они являются причиной, а не следствием развития рака. Наиболее сложной задачей в молекулярном анализе УК является определение клинической значимости каждого молекулярного биомаркера.

Прогностические и предиктивные молекулярные биомаркеры уротелиальных карцином

Под молекулярными биомаркерами принято рассматривать конкретные молекулы, экспрессируемые опухолевыми клетками, которые отражают различные свойства опухоли и могут быть идентифицированы в образцах. При этом стоит отметить, что в отношении НМИУК и МИУК поиск молекулярных биомаркеров имеет разные цели. Если для НМИУК принципиальным является определение прогностических биомаркеров, то в отношении МИУК основной акцент перенесен на поиск оптимальных предиктивных биомаркеров, позволяющих выбрать оптимальное лечение.

Нарушение количества копий. Наиболее часто при УК выявляются нарушения количества копий в хромосомах 1, 8, 9, 10, 11, 13 и 14 [30]. Нарушения в хромосоме 9 — наиболее ранние генетические альтерации как при НМИУК, так и при МИУК [30]. Эти изменения определяют необходимые условия для генетической нестабильности, что, в свою очередь, вызывает аккумуляцию последующих генетических дефектов [5, 33]. Несколько дополнительных структурных и/или количественных нарушений в соматических хромосомах также вносят вклад в развитие УК. Кроме того, диагностическое и прогностическое значение имеет определение делеций в хромосомах 3q, 7p, и 17q и 9p21 –делеций (p16 локус) [22].

Рецепторные тирозинкиназы. К наиболее изученным биомаркерам, обладающим потенциальной прогностической ценностью при НМИУК, относится экспрессия рецепторных тирозинкиназ, включая FGFR3, NRAS, HRAS, рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), и других членов семейства ERB (HER2/neu и ERBB2) [5]. Как упоминалось выше, мутации FGFR3 чаще обнаруживаются при неинвазивных LG-УК (77–80 %) по сравнению с HG-УК рTa (34 %) и инвазивными УК рT1 (17 %) [16, 36]. Комплексный анализ мутаций рецепторных тирозинкиназ показал, что в первичных опухолях pTa-T1 в 88 % случаев определяются мутации по крайней мере в одном из генов рецепторных тирозинкиназ (HRAS, KRAS, NRAS, FGFR3 и PIK3CA) [23]. При HG-УК и МИУК такие мутации определяются значительно реже — в трети случаев [36]. То есть наличие мутаций в генах рецепторных тирозинкиназ — прогностически более благоприятный признак, чаще ассоциированный с НМИУК [33]. Однако наличие данных мутаций не позволяет прогнозировать вероятность рецидива.

EGFR. В отношении EGFR характерны точечные мутации, амплификации и повышенная экспрессия в более чем 30 % УК [5, 23]. Избыточная экспрессия белка HER2/neu определяется в 70 % инвазивных опухолей, однако амплификация гена была обнаружена только у 7 % пациентов [24]. В нескольких исследованиях показана прогностическая значимость ERBB2. У пациентов с положительной экспрессией HER2/neu вероятность рецидива была в два раза выше, чем у her2/neu-негативных пациентов, независимо от стадии, степени злокачественности опухоли, наличия лимфоваскулярной инвазии, метастазов в лимфатических узлах и проведения адъювантной химиотерапии (ХТ) [27]. С другой стороны, при МИУК экспрессия EGFR ассоциирована с более благоприятным прогнозом после тримодальной терапии (ТМТ). При терапии цисплатиной позитивная реакция на EGFR (оцениваемая иммуногистохимически) была ассоциирована с лучшим прогнозом в плане общей (p = 0,044) и болезнь-специфической выживаемости (p = 0,042) [27, 34]. В то же время среди HER2+ пациентов реже отмечено достижение полного ответа на химиотерапию (50 vs 81 % при позитивной и негативной реакции на HER2 соответственно (p = 0,026)) [7]. Эти результаты подтвердились в исследовании Inoue, которое на когорте из 119 пациентов с МИУК, леченных хеморадиацией (ХРТ) после ТУР, показало, что высокая экспрессия HER2 была независимым предиктором неполного ответа на ХРТ и более короткую канцер-специфическую выживаемость (5-летняя канцер-специфическая выживаемость 56 vs 87 %; p = 0,001) [19]. В целом эти данные свидетельствуют о том, что экспрессия EGFR при МИУК ассоциирована с благоприятным прогнозом после TMT, но повышенная экспрессия HER2 ассоциирована с резистентностью к ХРТ [23]. Однако имеющиеся противоречия требуют дальнейшей оценки значимости экспрессии ERBB2.

Регуляторы клеточного цикла. Отличительной чертой МИУК является нарушение контроля клеточного цикла, что связано как с аберрантной трансдукцией сигнала, так и с альтерацией молекул-контролеров клеточного цикла, включая p53 и Rb. Мутации в TP53, который кодирует белок-супрессор опухоли p53, являются критическими при УК [5]. Мутации TP53 приводят к нарушению контроля клеточного цикла, нарушению апоптоза, репарации ДНК, что в конечном итоге определяет прогрессию опухолевого роста. Исходя из этого предполагалось, что экспрессия р53 тесно связана со стадией, прогрессией и смертностью. В работе на 82 пациентах с МИУК, получавших ТМТ, показано, что высокая экспрессия p53 и p21 является независимым предиктором снижения болезнь-специфической выживаемости [14]. Однако другие исследователи не выявили значимой ассоциации между экспрессией p53 и клиническим исходом у пациентов, получавших TMT. И наконец, недавнее мультицентровое исследование показало, что изолированная оценка р53 имеет минимальное прогностическое преимущество по сравнению с клинико-патологическими моделями [23].

Попытки использования р16 в качестве прогностического биомаркера также потерпели неудачу. Выявленная взаимосвязь между экспрессией p16 и болезнь-специфической выживаемостью в когорте пациентов, получавших РТ, не получила подтверждения, и на сегодня прогностическая значимость p16 остается сомнительной [7]. Помимо альтераций генов-супрессоров, при УК описаны также частые мутации в промоторе TERT [5]. Хотя TERT-мутации присутствуют в 79 % нео–плазий мочевого пузыря, они не имеют ассоциации с клиническим исходом [41]. Тем не менее определение мутаций в промоторе TERT может быть важным диагностическим фактором на этапе ранней диагностики с использованием цитологии мочи.

Маркеры пролиферации. Весьма неожиданными оказались результаты прогностической значимости маркера пролиферации Ki-67. C одной стороны, высокий митотический индекс и экспрессия Ki-67 считаются неблагоприятными прогностическими факторами в отношении развития рецидива и прогрессии как для НМИУК, так и для МИУК [4, 13, 28]. С другой стороны, высокий уровень пролиферации сопряжен с повышением вероятности полного ответа на терапию [15]. Rodel и соавт. показали, что высокий апоптотический индекс и экспрессия Ki-67 были связаны с полным ответом и высокой выживаемостью без локальных рецидивов у пациентов с МИУК, получавших TMT [42]. Аналогичные результаты были получены у больных с МИУК, леченных ХРТ: высокий уровень экспрессии Ki-67 был ассоциирован с повышением 5-летней выживаемости (78 % у пациентов с высоким Ki-67 vs 46 % у больных с низкой экспрессией Ki-67; p = 0,019) [46]. Однако другие авторы не выявили статистически значимой ассоциации между экспрессией Ki-67 и болезнь-специфической выживаемостью [4, 13, 47]. В силу данных противоречий прогностическое и предиктивное значение Ki-67 на сегодня остается дискутабельным.

Гипоксия. Гипоксия является частым компонентом опухолевого микроокружения в солидных опухолях и ассоциирована с неблагоприятным прогнозом, стимулируя опухолевую прогрессию [12]. Гипоксия также играет важную роль в развитии резистентности к ХТ, что связывают со снижением апоптоза, повышением генетической нестабильности и усилением инвазивности опухолевых клеток за счет эпителиально-мезенхимальной трансформации и усиления ангиогенеза [23]. Прямые измерения pO2, оценка площади некрозов в опухолях или анализ маркеров гипоксии опухоли позволяют предсказать исход после лучевой терапии или операции [8, 12]. С другой стороны, модификация гипоксии улучшает общую выживаемость пациентов с МИУК, получающих РТ [18]. Патогистологическим маркером гипоксии в опухоли является наличие и площадь некрозов, которые обратно коррелируют с выживаемостью пациентов при МИУК [8]. С другой стороны, наличие в опухоли некроза является предиктором положительного эффекта на CON (лечения карбогеном в сочетании с никотинамидом), а также при комбинации «лучевая терапия + CON» [12]. Аналогичная закономерность была выявлена для фактора, индуцируемого гипоксией 1a (HIF-1a) [6, 38, 40, 48]. Его активация определяет усиление экспрессии ферментов гликолиза (лактатдегидрогеназа, пируваткиназа, гексокиназа 1 и пр.), усиление макрофагальной инфильтрации, избыточную или нетипичную экспрессию транспортеров глюкозы (GLUT-11 и GLUT-13), повышающих импорт глюкозы в опухолевые клетки, проангиогенных факторов, включая фактор роста сосудистого эндотелия (VEGF), а также трансформирующий фактор роста бета-3 (TGF-b3), эпидермальный (EGF) и инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF2) [2, 6, 29, 38, 40]. На сегодняшний день показана предиктивная значимость оценки HIF-1a, коррелирующая с выживаемостью при комбинации РТ с гипоксия-модифицирующим лечением [6, 29]. Однако прогностическая ценность данного маркера является спорной, вероятно, в силу многофакторности регуляции экспрессии и деградации HIF-1a. Еще одним маркером гипоксии является карбоангидраза IX (CAIX) [40]. Некоторые исследования показали тесную ассоциацию между экспрессией CAIX и неблагоприятным прогнозом при УК, хотя другие авторы не подтвердили прогностическую ценность данного маркера [18, 48].

В то же время есть надежные маркеры гипоксии с подтвержденной прогностической значимостью. К ним относится GLUT-1 — член семейства трансмембранных белков, активируемых в разных опухолях при гипоксии [2]. GLUT-1 не экспрессируется в нормальном уротелии, его экспрессия активируется при длительной гипоксии и индукции HIF-1a [38]. Экспрессия GLUT-1 зарегистрирована в 60 % неинвазивных УК и в 79 % МИУК [2, 48]. Считается, что экспрессия GLUT-1 является неблагоприятным прогностическим фактором [19, 20, 48]. Отмечена обратная связь между выраженностью экспрессии GLUT-1 и выживаемостью пациентов с УК, получавших лучевую терапию [2].

Ангиогенез. Поскольку ангиогенез играет важную роль в регуляции роста и метастазирования опухолей, включая УК, весьма логичными оказались результаты оценки экспрессии VEGF, ключевого стимулятора ангиогенеза [6]. Оказалось, что высокий уровень экспрессии VEGF и его рецепторов (VEGF-B, VEGF-C и VEGF-R2) ассоциирован с увеличением риска рецидива и метастазов при МИУК [27], но не связан с ответом на ХРТ [11]. Данные результаты вполне закономерны для большинства злокачественных новообразований, и УК в этом отношении не исключение — увеличение экспрессии факторов, стимулирующих ангиогенез, ассоциировано с неблагоприятным прогнозом [27]. Однако такие пациенты могут представлять интерес в плане ранней цитотоксической терапии или анти-VEGF-таргетной терапии.

Ферменты репарации ДНК. Большинство УК характеризуется высокой мутационной нагрузкой, частыми вариациями числа копий и хромосомных транс–локаций. Считается, что это может быть обусловлено нарушениями в генах, ответственных за репарацию ДНК, и что именно дефицит репарации ДНК определяет генетическую нестабильность. Одним из первых ферментов репарации ДНК, идентифицированных при МИУК как биомаркер ответа на РТ, была молекула MRE11 [9]. MRE11 является ДНК-нуклеазой, реагирующей на повреждение ДНК, в том числе при двуцепочечных разрывах. MRE11 динамически взаимодействует с другими молекулами (например, NBS1 и RAD50), координируя восстановление ДНК в местах повреждения [33]. На сегодня доказана взаимосвязь между экспрессией MRE11 и ответом пациентов с РТ при МИУК [9]. Среди многих ферментов, вовлеченных в репарацию двуцепочечных разрывов ДНК, MRE11 оказался единственным белком, интенсивность экспрессии которого была ассоциирована с ответом на РТ [48]. Низкая экспрессия MRE11 была ассоциирована со снижением 3-летней выживаемости. Однако данная связь была значимой только для оценки прогноза после РТ. Аналогичные исследования в отношении цистэктомии и ХТ не выявили статистически значимой связи между экспрессией MRE11 и выживаемостью больных с МИУК [9]. В связи с этим экспрессия MRE11 может быть предиктивной в отношении РТ, но не информативна для оценки потенциальной эффективности других методов лечения. Особого внимания заслуживает интерпретация факта, что низкая экспрессия MRE11 ассоциирована с худшим прогнозом. По сути, низкая экспрессия MRE11 означает снижение способности к репарации ДНК, что может увеличивать чувствительность к ДНК-повреждающему действию радиации на опухолевые клетки.

Не менее интересны результаты изучения других белков, вовлеченных в репарацию ДНК при МИУК. Речь идет в первую очередь о ERCC1 — одном из ключевых ферментов репарации эксцизии нуклеотидов — высококонсервативного пути, ответственного за репарацию однонитевых повреждений, связанных с генотоксичностью под воздействием ультрафиолета и препаратов платины. Низкая концентрация мРНК ERCC1 была ассоциирована с лучшим прогнозом в отношении общей выживаемости у пациентов с метастатическими УК при ХТ препаратами платины [43]. Это позволило предположить, что снижение экспрессии ERCC1 и ограничение способности к репарации ДНК способствует повышению чувствительности к препаратам платины. Однако при использовании радикальной цистэктомии или TMT пациентов с МИУК выявлена обратная взаимосвязь. Ряд независимых исследований показали, что высокая экспрессия ERCC1 ассоциирована с лучшим прогнозом при ТМТ у пациентов с МИУК [21]. То есть информативность оценки экспрессии ERCC1 варьирует в клиническом контексте и парадигме лечения, что требует проведения дополнительных исследований.

Более однозначными оказались результаты в отношении ERCC2 — хеликазы, ответственной за репарацию эксцизий нуклеотидов [21]. Оказалось, у пациентов с МИУК, демонстрирующих полный патогистологический ответ на неоадъювантную ХТ до цистэктомии, часто определяются мутации в гене ERCC2. Меньше данных о результатах у пациентов с МИУК, получавших РТ [24]. Однако при TMT наличие у пациентов мутаций в одном или нескольких генах, реагирующих на повреждение ДНК, было ассоциировано со снижением рецидивов УК [34]. Кроме того, часть пациентов с мутацией ERCC2 имели меньшую частоту метастазов в сравнении с пациентами без мутаций [47]. Таким образом, потеря экспрессии ферментов репарации ДНК сопряжена с лучшим прогнозом и большей эффективностью терапии у пациентов с МИУК. Трактовка данного факта базируется на следующем утверждении: геномная нестабильность, вы–званная нарушением функции репарации ДНК, может активировать противоопухолевый ответ через продукцию опухоль-специфических неоантигенов или активацию врожденного иммунитета. И на сегодня дефицит репарации опухолевой ДНК рассматривается как один из многообещающих геномных биомаркеров, позволяющих оценить чувствительность к ингибиторам иммунных чек-пойнтов.

Иммунологические маркеры. В большинстве случаев дефицит ферментов репарации ДНК сопряжен с ответом на ингибиторы иммунных чек-пойнтов [33, 47]. Большинство таких примеров описаны для опухолей с фенотипом микросателлитной нестабильности [47]. Действительно, пембролизумаб (анти-PD-L1 агент) был недавно одобрен для использования у пациентов с микросателлитно-нестабильными опухолями. Пока недостаточно изучены взаимосвязи между нарушениями репарации ДНК и чувствительностью к ингибиторам иммунных чек-пойнтов; однако есть факты, подтверждающие такую взаимосвязь у пациентов с метастатическими УК. При использовании полнотранскриптомного профилирования образцов ТУР пациентов с МИУК при органосохраняющей ТМТ показано, что снижение активации Т-клеток через интерферон гамма было ассоциировано с худшим прогнозом [23, 24]. Однако иммунные сигнатуры не влияли на исход при неоадъювантной ХТ с последующей радикальной цистэктомией. Противоположные результаты были получены в отношении сигнатур –стромальной инфильтрации. Повышение экспрессии генов, ассоциированных с выраженной стромальной инфильтрацией, было связано с худшим прогнозом и низкой выживаемостью при МИУК после радикальной цистэктомии [27]. Однако данная закономерность не была зарегистрирована при ТМТ [37]. Кроме того, зарегистрирована взаимосвязь между иммунными клетками, стромальной инфильтрацией и ответом на блокаду иммунных чек-пойнтов при метастатических УК [31]. Поэтому оценка иммунных и стромальных маркеров имеет не только прогностическое, но и предиктивное значение, способствуя принятию решения в выборе оптимальной схемы лечения и целесообразности назначения иммунотерапии при УК.

Среди наиболее изученных ингибиторов иммунных чек-пойнтов в первую очередь привлекают к себе внимание ингибиторы PD-L1. На сегодняшний день недостаточно данных, позволяющих активно применять этот вариант иммунотерапии при УК. Хотя показана обратная зависимость между экспрессией PD-L1 и выживаемостью при МИУК при TMT [41]. Экспрессия PD-L1 была ассоциирована с низким ответом на терапию и высокой частотой локальной прогрессии. Однако стоит отметить, что в разных работах были использованы разные клоны и разные методы оценки экспрессии PD-L1, что не позволяет привести результаты исследований к одному знаменателю и требует отработки стандартного протокола исследования и корректной валидации прогностической и предиктивной значимости экспрессии PD-L1. Однако комбинация ингибиторов иммунных чек-пойнтов с органосохраняющей TMT является весьма многообещающим подходом к лечению УК.

Выводы

В конечном итоге изучение биологии опухолей МП показало многофакторность генетических и геномных нарушений как в самой опухоли, так и в клетках ее микроокружения. Комплексное изучение генетических альтераций, специфики экспрессии генов и в комбинации с клинико-лабораторными, инструментальными и патогистологическими данными не только позволяет лучше понять природу и значимость разных молекулярных нарушений, но и будет способствовать разработке следующей классификации с включением молекулярного подтипа со специфическими рекомендациями лечения, основанными на молекулярном профиле опухоли.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии какого-либо конфликта интересов и собственной финансовой заинтересованности при подготовке данной статьи.


Список літератури

1. Antoni S., Ferlay J., Soerjomataram I., Znaor A., Jemal A., Bray F. Bladder Cancer incidence and mortality: a global overview and recent trends. Eur. Urology. 2017. 71(1). 96-108. doi: 10.1016/j.eururo.2016.06.010.

2. Boström P.J., Thoms J., Sykes J., Ahmed O. Hypoxia Marker GLUT-1 (Glucose Transporter 1) is an Independent Prognostic Factor for Survival in Bladder Cancer Patients Treated with Radical Cystectomy. Bladder Cancer. 2016. 2(1). 101-109. doi: 10.3233/BLC-150033.

3. Bray F., Ferlay J., Soerjomataram I., Siegel R.L., Torre L.A., Jemal A. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J. Clin. 2018. 68(6). 394-424. doi: 10.3322/caac.21492.

4. Breyer J., Shalekenov S., Aziz A., van Rhijn B.W.G., Bründl J. Increased Proliferation as Independent Predictor of Disease Recurrence in Initial Stage pTa Urothelial Bladder Cancer. Bladder Cancer. 2017. 3(3). 173-180. doi: 10.3233/BLC-170103.

5. Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive molecular characterization of urothelial bladder carcinoma. Nature. 2014. 507. 315-22. doi: 10.1038/nature12965.

6. Chai C.Y., Chen W.T., Hung W.C., Kang W.Y., Huang Y.C., Su Y.C. Hypoxia-inducible factor-1a expression correlates with focal macrophage infiltration, angiogenesis and unfavorable prognosis in urothelial carcinoma. J. Clin. Pathol. 2008. 61(5). 658-664. doi: 10.1136/jcp.2007.050666

7. Chakravarti A., Winter K., Wu C.L., Kaufman D., Hammond E., Parliament M. Expression of the epidermal growth factor receptor and Her-2 are predictors of favorable outcome and reduced complete response rates, respectively, in patients with muscle-invading bladder cancers treated by concurrent radiation and cisplatin-based chemotherapy: A report from the Radiation Therapy Oncology Group. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2005. 62. 309-317. doi: 10.1016/j.ijrobp.2004.09.047.

8. Choudhury A., West C.M., Porta N., Hall E., Denley H., Hendron C., Lewis R., Hussain S.A. The predictive and prognostic value of tumour necrosis in muscle invasive bladder cancer patients receiving radiotherapy with or without chemotherapy in the BC2001 trial (CRUK/01/004). Br. J. Cancer. 2017. 116(5). 649-657. doi: 10.1038/bjc.2017.2.

9. Choudhury A., Nelson L.D., Teo M.T., Chilka S., Bhattarai S., Johnston C.F. MRE11 expression is predictive of cause-specific survival following radical radiotherapy for muscle-invasive bladder cancer. Cancer Res. 2010. 70. 7017-7026. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-10-1202.

10. Compérat E.M., Burger M., Gontero P., Mostafid A.H., Palou J., Rouprêt M. Grading of Urothelial Carcinoma and The New “World Health Organisation Classification of Tumours of the Urinary System and Male Genital Organs 2016”. Eur. Urol. Focus. 2019. 5(3). 457-466. doi: 10.1016/j.euf.2018.01.003.

11. Desai N.B., Scott S.N., Zabor E.C., Cha E.K., Hreiki J., Sfakianos J.P. Genomic characterization of response to chemoradiation in urothelial bladder cancer. Cancer. 2016. 122. 3715-3723. doi: 10.1002/cncr.30219.

12. Dhani N., Fyles A., Hedley D., Milosevic M. The clinical significance of hypoxia in human cancers. Semin. Nucl. Med. 2015. 45(2). 110-121. doi: 10.1053/j.semnuclmed.2014.11.002.

13. Ding W., Gou Y., Sun C., Xia G., Wang H., Chen Z. Ki-67 is an independent indicator in non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC); combination of EORTC risk scores and Ki-67 expression could improve the risk stratification of NMIBC. Urol. Oncol. 2014. 32(1). e13-9. doi: 10.1016/j.urolonc.2013.05.004.

14. Dueñas M., Pérez-Figueroa A., Oliveira C., Suárez-Cabrera C., Sousa A., Oliveira P. Gene Expression Analyses in Non Muscle Invasive Bladder Cancer Reveals a Role for Alternative Splicing and Tp53 Status. Sci. Rep. 2019. 9(1). 10362. doi: 10.1038/s41598-019-46652-4.

15. He Y., Wang N., Zhou X., Wang J., Ding Z., Chen X. Prognostic value of ki67 in BCG-treated non-muscle invasive bladder cancer: a meta-analysis and systematic review. BMJ Open. 2018. 8(4). e019635. doi: 10.1136/bmjopen-2017-019635.

16. Hedegaard J., Lamy P., Nordentoft I., Algaba F., Høyer S. Comprehensive Transcriptional Analysis of Early-Stage Urothelial Carcinoma. Cancer cell. 2016. 30(1). 27-42. doi: 10.1016/j.ccell.2016.05.004.

17. Humphrey P.A., Moch H., Cubilla A.L., Ulbright T.M., Reuter V.E. The 2016 WHO Classification of Tumours of the Urinary System and Male Genital Organs-Part B: Prostate and Bladder Tumours. Eur. Urol. 2016. 70(1). 106-119. doi: 10.1016/j.eururo.2016.02.028.

18. Hunter B.A., Eustace A., Irlam J.J., Valentine H.R., Denley H., Oguejiofor K.K. Expression of hypoxia-inducible factor-1alpha predicts benefit from hypoxia modification in invasive bladder cancer. BJC. 2014. 111. 437-443. doi: 10.1038/bjc.2014.315.

19. Inoue M., Koga F., Yoshida S., Tamura T., Fujii Y., Ito E. Significance of ERBB2 overexpression in therapeutic resistance and cancer-specific survival in muscle-invasive bladder cancer patients treated with chemoradiation-based selective bladder-sparing approach. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2014. 90. 303-311. doi: 10.1016/j.ijrobp.2014.05.043.

20. Kaufman D.S., Shipley W.U., Feldman A.S. Bladder cancer. Lancet. 2009. 374(9685). 239-249. doi: 10.1016/S0140-6736(16)30512-8.

21. Kawashima A., Nakayama M., Kakuta Y., Abe T., Hatano K., Mukai M. Excision repair cross-complementing group 1 may predict the efficacy of chemoradiation therapy for muscle-invasive bladder cancer. Clin. Cancer Res. 2011. 17. 2561-2569. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-10-1963.

22. Kawauchi S., Sakai H., Ikemoto K. 9p21 index as estimated by dual-color fluorescence in situ hybridization is useful to predict urothelial carcinoma recurrence in bladder washing cytology. Hum. Pathol. 2009. 40. 1783-9. doi: 10.1016/j.hum–path.2009.06.011.

23. Knowles M.A., Hurst C.D. Molecular biology of bladder cancer: new insights into pathogenesis and clinical diversity. Nat. Rev. Cancer. 2015. 15. 25-41. doi: 10.1038/nrc3817.

24. Koga F., Takemura K., Fukushima H. Biomarkers for Predicting Clinical Outcomes of Chemoradiation-Based Bladder Preservation Therapy for Muscle-Invasive Bladder Cancer. Int. J. Mol. Sci. 2018. 19(9). E2777. doi: 10.3390/ijms19092777.

25. Kompier L.C., Lurkin I., van der Aa M.N. FGFR3, HRAS, KRAS, NRAS and PIK3CA mutations in bladder cancer and their potential as biomarkers for surveillance and therapy. PLoS One. 2010. 5. e13821. doi: 10.1371/journal.pone.0013821.

26. Ku J.H., Yuk H.D., Godoy G., Amiel G.E., Lerner S.P. Prognostication in Patients Treated with Radical Cystectomy for Urothelial Bladder Carcinoma: A New Simplified Model Incorporating Histological Variants. Bladder Cancer. 2018. 4(2). 195-203. doi: 10.3233/BLC-170156.

27. Lautenschlaeger T., George A., Klimowicz A.C., Efstathiou J.A., Wu C.L., Sandler H. Bladder preservation therapy for muscle-invading bladder cancers on Radiation Therapy Oncology Group trials 8802, 8903, 9506, and 9706: Vascular endothelial growth factor B overexpression predicts for increased distant metastasis and shorter survival. Oncologist. 2013. 18. 685-686. doi: 10.1634/theoncologist.2012-0461.

28. Luo Y., Zhang X., Mo M., Tan Z., Huang L., Zhou H. High Ki-67 Immunohistochemical Reactivity Correlates With Poor Prognosis in Bladder Carcinoma: A Comprehensive Meta-Analysis with 13,053 Patients Involved. Medicine (Baltimore). 2016. 95(15). e3337. doi: 10.1097/MD.0000000000003337.

29. Masoud G.N., Li W. HIF-1a pathway: role, regulation and intervention for cancer therapy. Acta Pharm. Sin. B. 2015. 5(5). 378-389. doi: 10.1016/j.apsb.2015.05.007.

30. Matsuyama H., Ikemoto K., Eguchi S. Copy number aberrations using multicolour fluorescence in situ hybridization for prognostication in non-muscle-invasive bladder cancer (NIMBC). BJU Int. 2014. 113. 662-667. doi: 10.1111/bju.12232.

31. Matulay J.T., Kamat A.M. Advances in risk stratification of bladder cancer to guide personalized medicine. F1000Res. 2018. 7. F1000 Faculty Rev-1137. doi: 10.12688/f1000research.14903.1.

32. Millis S.Z., Bryant D., Basu G. Molecular profiling of infiltrating urothelial carcinoma of bladder and nonbladder origin. Clin. Genitourin. Cancer. 2015. 13. e37-4914. doi: 10.1016/j.clgc.2014.07.010.

33. Mitra A.P., Cote R.J. Molecular pathogenesis and diagnostics of bladder cancer. Annu. Rev. Pathol. 2009. 4. 251-85. doi: 10.1146/annurev.pathol.4.110807.092230.

34. Mitra A.P., Lam L.L., Ghadessi M., Erho N., Vergara I.A., Alshalalfa M. Discovery and validation of novel expression signature for postcystectomy recurrence in high-risk bladder cancer. J. Natl. Cancer Inst. 2014. 106(11). pii: dju290. doi: 10.1093/jnci/dju290.

35. Moch H., Humphrey P.A., Ulbright T.M., Reuter V.E. WHO classification of tumours of the urinary system and male genital organs. Geneva, Switserland: WHO Press, 2016.

36. Netto G.J., Cheng L. Emerging critical role of molecular tes–ting in diagnostic genitourinary pathology. Arch. Pathol. Lab. Med. 2012. 36. 372-390. doi: 10.5858/arpa.2011-0471-RA.

37. Oszczudlowski M., Dobruch J. Prediction of progression to muscle-invasive disease in patients with high-risk bladder cancer. Transl. Androl. Urol. 2018. 7(4). 749-751. doi: 10.21037/tau.2018.06.14.

38. Palit V., Phillips R.M., Puri R., Shah T., Bibby M.C. Expression of HIF-1alpha and Glut-1 in human bladder cancer. Oncol. Rep. 2005. 14(4). 909-913. doi: 10.3892/or.14.4.909.

39. Pandith A.A., Shah Z.A., Siddiqi M.A. Oncogenic role of fibroblast growth factor receptor 3 in tumorigenesis of urinary bladder cancer. Urol. Oncol. 2013. 31. 398-406. doi: 10.1016/j.urolonc.2010.07.014.

40. Rademakers S.E., Lok J., van der Kogel A.J., Bussink J., Kaanders J.H. Metabolic markers in relation to hypoxia; staining patterns and colocalization of pimonidazole, HIF-1a, CAIX, LDH-5, GLUT-1, MCT1 and MCT4. BMC Cancer. 2011. 12(11). 167. doi: 10.1186/1471-2407-11-167.

41. Rentsch C.A., Müller D.C., Ruiz C., Bubendorf L. Comprehensive Molecular Characterization of Urothelial Bladder Carcinoma: A Step Closer to Clinical Translation? Eur. Urol. 2017. 72(6). 960-961. doi: 10.1016/j.eururo.2017.06.022.

42. Rodel C., Grabenbauer G.G., Rodel F., Birkenhake S., Kuhn R., Martus P. Apoptosis, p53, bcl-2, and Ki-67 in invasive bladder carcinoma: Possible predictors for response to radiochemotherapy and successful bladder preservation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2000. 46. 1213-1221. doi: 10.1016/S0360-3016(99)00544.

43. Sakano S., Ogawa S., Yamamoto Y., Nishijima J., Miyachika Y., Matsumoto H. ERCC1 and XRCC1 expression predicts survival in bladder cancer patients receiving combined trimoda–lity therapy. Mol. Clin. Oncol. 2013. 1. 403-410. doi: 10.3892/mco.2013.85.

44. Shariat S.F., Chade D.C., Karakiewicz P.I. Combination of multiple molecular markers can improve prognostication in patients with locally advanced and lymph node positive bladder cancer. J. Urol. 2010. 183. 68-75. doi: 10.1016/j.juro.2009.08.115.

45. Spiess P.E., Czerniak B. Dual-Track Pathway of Bladder Carcinogenesis: Practical Implications. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 2006. 130(6). 844-852. doi: 10.1043/1543-2165(2006)130[844:DPOBCP]2.0.CO;2.

46. Tanabe K., Yoshida S., Koga F., Inoue M., Kobayashi S., Ishioka J. High Ki-67 Expression Predicts Favorable Survival in Muscle-Invasive Bladder Cancer Patients Treated With Chemoradiation-Based Bladder-Sping Protocol. Clin. Genitourin. Cancer. 2015. 13(4). e243-e251. doi: 10.1016/j.clgc.2015.03.002.

47. Tanaka H., Yoshida S., Koga F. Impact of Immunohistochemistry-Based Subtypes in Muscle-Invasive Bladder Cancer on Response to Chemoradiotherapy. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2018. 102(5). 1408-1416. doi: 10.1016/j.ijrobp.2018.06.030.

48. Wu X.R. Urothelial tumorigenesis: a tale of divergent pathways. Nat. Rev. Cancer. 2005. 5. 713-25. doi: 10.1038/nrc1697.


Повернутися до номеру