Molecular markers as risk factors for thyroid cancer

Full Text

ТАБ - тонкоигольная аспирационная биопсия УЗИ - ультразвуковое исследование ЩЖ - щитовидная железа Узловой зоб - собирательное клиническое понятие, объединяющее различные по морфологии объемные образования щитовидной железы (ЩЖ), выявляемые с помощью пальпации и ультразвукового исследования (УЗИ) [1]. Узловые образования щитовидной железы являются общеклинической проблемой. Задача, стоящая перед врачом, заключается в дифференциальной диагностике между злокачественными и доброкачественными образованиями для обеспечения своевременного и соответствующего лечения каждому пациенту и в то же время сведения к минимуму риска неоправданных оперативных вмешательств на ЩЖ по поводу доброкачественных образований. Рак ЩЖ является наиболее распространенной злокачественной опухолью эндокринной системы, за последние десятилетия отмечен рост заболеваемости данной патологией, преимущественно за счет папиллярного рака, на долю которого приходится 90% всех случаев среди мужчин и женщин [2]. Влияние факторов внешней среды, повышение доступности медицинской помощи, в том числе чувствительных диагностических тестов, таких как УЗИ и тонкоигольная аспирационная биопсия (ТАБ), могут повлиять на факт роста данной заболеваемости. Важно отметить, что диагностическая ценность пальпации ЩЖ для выявления рака очень низкая, в то время как УЗИ ЩЖ и ТАБ позволяют выявить злокачественные образования в 20% случаев [3]. Дифференцированный рак ЩЖ представлен эпителиальными опухолями и возникает из фолликулярных (папиллярный, фолликулярный) и парафолликулярных клеток (медуллярный). Большинство видов рака ЩЖ происходят из фолликулярного эпителия, при этом наиболее распространенной является папиллярная карцинома (~80%), за ней следует фолликулярная карцинома (~15%) [4]. Анапластический рак является наиболее редкой, агрессивной формой рака ЩЖ и характеризуется наличием недифференцированных клеток с высоким уровнем митоза. Характерен для старшей возрастной группы и часто возникает в результате накопления мутаций при длительном течении дифференцированных форм [5]. За исключением семейных форм медуллярного рака ЩЖ, в большинстве случаев причиной рака ЩЖ являются спорадические мутации. На сегодняшний день ТАБ узла является наиболее быстрым, точным, экономически доступным и достаточно безопасным методом цитологической диагностики природы узловых образований ЩЖ на дооперационном этапе. С целью унифицирования результатов цитологического исследования в 2009 г. представлена система Bethesda Thyroid Classification для оценки результатов цитологического исследования ЩЖ [6]. Система Bethesda выделяет шесть стандартных диагностических категорий c оценкой риска развития рака ЩЖ в каждой категории. Однако приблизительно в 25% случаев ТАБ не позволяет исключить рак ЩЖ, относя результаты цитологического исследования к одной из трех категорий заключений: атипия неопределенного значения (III категория); фолликулярная неоплазия (IV категория) или подозрение на злокачественную опухоль (V категория) [7]. Такие пациенты подвергаются повторным пункциям и диагностической тиреоидэктомии, что сопряжено не только с экономическими тратами, но и с риском серьезных хирургических осложнений в 2-10% случаев, а большинству из них потребуется назначение пожизненной заместительной терапии левотироксином натрия. Эти данные безусловно подтверждают острую необходимость улучшения предоперационного диагностического обследования пациентов с узловым зобом, особенно с «неопределенным» цитологическим диагнозом. Ряд исследований показал возможность использования молекулярно-генетического исследования для диагностики рака ЩЖ при неопределенных и сомнительных результатах ТАБ [2-6]. С начала 2000-х годов проводятся попытки использовать молекулярно-генетические исследования для улучшения предоперационной диагностики узловых образований щитовидной железы c «неопределенным» цитологическим диагнозом. В течение последующих лет выявление новых генетических аномалий, связанных с раком ЩЖ, позволило провести одновременный анализ большого количества молекулярных изменений и разработать мутационные панели, специально предназначенные для предоперационной диагностики высокодифференцированного рака ЩЖ. Большинство из этих исследований были ретроспективными, где проверялось ограниченное количество генетических изменений, и/или на относительно небольшой группе неопределенных, сомнительных и неинформативных цитологических результатов ТАБ. Последние клинические рекомендации Американской тиреоидологической ассоциации (ATA) 2016 г. рекомендуют исследовать панель из семи мутаций генов (BRAF, NRAS, HRAS, KRAS, RET/PTC1, RET/PTC3, PAX8/PPARγ) в качестве дополнительного метода для стратификации риска малигнизации узлового образования в случае неопределенного заключения цитологического исследования [8]. Исследования последних лет завершились разработкой, с помощью технологии секвенирования следующего поколения (NGS), новых диагностических панелей, таких как AFIRMA и ThyroSeq v3. Панель AFIRMA включает исследование экспрессии мРНК 167 генов, а ThyroSeq v3 - ДНК и РНК 112 генов на различные мутации. Данные панели показали высокую чувствительность и специфичность для диагностики рака у больных с узловыми образованиями ЩЖ, которые имели «неопределенный» цитологический диагноз [9]. На сегодняшний день наиболее изученными мутациями при папиллярном раке ЩЖ являются точечные мутации генов BRAF и RAS, а также перестановки генов RET/PTC. BRAF Точечные мутации гена BRAF выявляются в 40-45% случаев папиллярного рака ЩЖ, это наиболее распространенное молекулярно-генетическое изменение для данной злокачественной опухоли [10]. BRAF представляет собой серин/треонин киназу семейства белков RAF, один из участников сигнального пути Ras-Raf-MAPK. Точечные мутации BRAF обычно включают нуклеотид 1799, что приводит к замене валина на глутамин в остатке 600 (V600E) [11]. Мутация V600E активирует BRAF-киназу, что приводит к продолжительной стимуляции МАРК-пути и, в конечном счете, туморогенезу [12]. Впервые мутация гена BRAF описана для меланомы, а позже и для других раков, в том числе ЩЖ. Мутация BRAF V600E, как правило, представлена в классическом варианте папиллярной карциномы и высококлеточном варианте; редко - в фолликулярной карциноме [11]. Эта мутация встречается также в низкодифференцированных и анапластических карциномах ЩЖ [13]. Определение точечных мутаций BRAF в высокодифференцированных и низкодифференцированных опухолях может свидетельствовать о том, что данная мутация происходит в начальных этапах онкогенеза. Мутация BRAF V600E не идентифицирована в фолликулярных карциномах и доброкачественных образованиях ЩЖ, что может свидетельствовать о том, что данная мутация является специфическим маркером папиллярного рака и связанных с ними типов опухолей [11]. Другие мутации BRAF, в том числе точечная мутация K601E, небольшие вставки в рамке или делеции вокруг кодона 600 и AKAP9/BRAF перестройки встречаются в редких случаях папиллярных карцином (1-2%) [14]. Мутация K601E выявлена в одном случае фолликулярной аденомы [15]. Мутация BRAF V600E также может иметь прогностическое значение в диагностике карцином ЩЖ. Хотя ассоциация BRAF V600E с агрессивным течением и плохим прогнозом при папиллярном раке ЩЖ на сегодняшний день является предметом обсуждения, ряд исследований показал ассоциацию данного генетического маркера с агрессивным течением опухоли, в том числе с экстратиреоидным распространением, поздней стадией на момент постановки диагноза, метастазированием в лимфатические узлы и отдаленными метастазами [16]. BRAF V600E может быть независимым прогностическим фактором неблагоприятного исхода в лечении и рецидива опухоли, даже на первых стадиях заболевания [17], а также независимым фактором риска смертности, связанной с опухолью [18]. В исследовании G.M. Howell и соавт., включившем 219 пациентов с папиллярным раком ЩЖ, показана ассоциация BRAF мутации с рецидивом в группе пациентов пожилого возраста (>65 лет). C.J. O’Neill и соавт. показали больший риск повторных хирургических вмешательств у пациентов с BRAF V600E-позитивными опухолями [19]. В исследовании L. Yip и соавт. BRAF-положительные пациенты чаще нуждались в повторной операции по поводу рецидива/персистенции заболевания по сравнению с BRAF-отрицательными пациентами, в связи с чем высказано предположение, что дооперационное определение мутации BRAF V600E может быть показанием для расширения первоначального плана хирургического лечения, послеоперационной радиойодтерапии в более высокой дозировке, супрессивной терапии, более тщательного наблюдения [20, 21]. Показано прогностическое значение определения точечных мутаций BRAF при T1-папиллярных карциномах, карциномах диаметром ≤2 см, в том числе при папиллярных микрокарциномах. Мутация BRAF V600E ассоциирована с экстратиреоидным распространением и метастазированием в лимфатические узлы при T1-папиллярных карциномах [16], есть сообщения о подобной корреляции при микрокарциномах [22]. В систематическом обзоре и метаанализе 14 публикаций, включивших 2470 пациентов с папиллярным раком ЩЖ из 9 разных стран, показано, что пациенты с BRAF V600E-позитивными опухолями чаще имели ассоциацию с высоким риском рецидивов по сравнению с пациентами без мутаций (24,9% против 12,6%), риск рецидива у пациентов с данной мутацией варьировал от 11 до 40 % (в среднем 26,5%), в то время как у пациентов без мутаций - от 2 до 35% (в среднем 9,5%) [23]. RAS Мутации RAS являются второй наиболее распространенной мутацией, обнаруженной в образцах ТАБ узлов ЩЖ. Семейство человеческих генов RAS включает в себя гены HRAS, KRAS и НRAS. Эти гены кодируют внутриклеточные G-белки, проводящие сигналы от клеточного рецептора тирозинкиназы и G-сопряженных рецепторов по МАРК, PI3K/AKT и другим сигнальным путям. Активирующие точечные мутации в генах RAS распространены в опухолях человека: мутации KRAS в кодонах 12/13 преобладают в большинстве видов рака, в то время как мутации NRAS в кодоне 61 и HRAS в кодоне 61 мутации чаще выявляются в опухолях ЩЖ. При этом мутации генов RAS имеют место при всех типах злокачественных опухолей ЩЖ эпителиального происхождения. Мутации RAS выявляются как в злокачественных, так и в доброкачественных новообразованиях ЩЖ, представлены в 40-50% фолликулярных карцином и 20-40% фолликулярных аденом [24]. Реже мутации RAS выявляются в онкоцитарных вариантах фолликулярных поражений. Эти мутации чаще встречаются при фолликулярном раке и фолликулярном варианте папиллярного рака. Мутации RAS встречаются в 10-20% папиллярных карцином ЩЖ, практически все из которых относятся к фолликулярному варианту [25-27]. Ряд исследований показал высокую частоту мутации RAS в низкодифференцированном и недифференцированном папиллярном раке ЩЖ, по сравнению с высокодифференцированным, однако небольшая выборка пациентов в этих исследованиях не позволяет установить прогностическую роль. Тем не менее мутация гена RAS может предрасполагать, по некоторым данным, к дедифференцировке и агрессивному поведению высокодифференцированного рака, оправдывая хирургическое удаление RAS-положительных фолликулярных аденом [25, 27]. RET/PTC RET/PTC-положительные папиллярные карциномы, как правило, обнаруживаются в более молодом возрасте, имеют классическое папиллярное гистологическое строение и часто метастазируют в лимфатические узлы [26]. RET протоонкоген кодирует клеточную мембрану рецептора тирозинкиназы и хорошо экспрессируется в парафолликулярных или С-клетках ЩЖ. В фолликулярных клетках RET может быть активирован с помощью хромосомной перестройки RET/PTC, что способствует активации MAPK-сигнального пути. Из 11 известных RET/PTC-перестроек наиболее часто в тиреоидных карциномах встречаются RET/PTC1 и RET/ PTC3 [28]. RET/PTC1 встречается в 60-70% всех случаев RET/PTC-положительных карцином, RET/PTC3 присутствует в 20-30% случаев, а на остальные перегруппировки приходится около 5% [29]. Данные о распространенности RET/PTC в опухолях ЩЖ сильно варьируют. Это несоответствие может быть связано с неоднородным распределением RET/PTC-перестроек внутри опухоли, различной чувствительности методик обнаружения, а также разными географическими и этническими группами [30]. RET/PTC1 наиболее часто встречается при классическом гистологическом варианте папиллярного рака ЩЖ, в то время как RET/PTC3-перестройка - при солидном варианте, характеризующемся более агрессивным течением при манифестации [31]. RET/PTC-перестройки часто встречаются при раке ЩЖ после радиационного воздействия (50-80%), а также у детей и лиц молодого возраста (40-70%). В частности, RET/PTC3 часто встречался в случаях детского папиллярного рака ЩЖ после аварии на Чернобыльской АЭС [32]. Перестройки RET/PTC также определялись в фолликулярном варианте папиллярного и фолликулярного рака ЩЖ. Прогностическая роль RET/PTC не до конца изучена, однако опухоли, несущие перестройки RET/PTC, редко прогрессируют до низкодифференцированного и недифференцированного рака ЩЖ. По некоторым данным, обнаружение RET/PTC1 связано с благоприятным поведением папиллярного рака [33]. В отличие от BRAF- и RAS-мутаций, RET/PTC1-перегруппировки связаны с очень низкой вероятностью дедифференцировки в папиллярных карциномах [29], однако RET/PTC3-перегруппировка может предрасполагать к дедифференцировке и более агрессивному течению [34]. Корреляция между RET/PTC-перегруппировкой и прогнозом папиллярного рака ЩЖ требует дальнейшего уточнения. Pax8/PPARy Pax8/PPARy-перегруппировка происходит в результате транслокации t (2; 3) (Q13, P25), что приводит к слиянию гена Pax8 и рецептора гена - активатора пролиферации пероксисом (PPARy) [35]. Эта перегруппировка идентифицируется в 30-40% случаев обычных фолликулярных карцином и реже в онкоцитарных вариантах. Pax8/PPARy-положительные фолликулярные карциномы чаще выявляются в более молодом возрасте, имеют небольшой размер и чаще дают сосудистую инвазию [36, 37]. Pax8/PPARy-перегруппировка также присутствует в небольшом проценте случаев фолликулярного варианта папиллярных карцином [37] и фолликулярных аденом [36]. Pax8/PPARy-положительные фолликулярные аденомы обычно имеют толстую капсулу и иммунофенотипическую характеристику злокачественных новообразований ЩЖ; предполагается, что эти опухоли представляют собой рак in situ или ранее не диагностированную фолликулярную карциному [36]. Pax8/PPARy и RAS точечные мутации являются непересекающимися мутациями в фолликулярных карциномах; это говорит о том, что такие злокачественные опухоли возникают по двум различным молекулярным путям, каждый из которых инициирован либо Pax8/PPARy-перегруппировкой, либо мутацией RAS [36]. В некоторых исследованиях перегруппировка ассоциировалась с мультифокальным течением и сосудистой инвазией, однако нет достаточных данных о прогностической роли Pax8/PPARy при высокодифференцированном раке [38]. Присутствие Pax8/PPARy в фолликулярных опухолях не всегда может указывать на злокачественное поражение, но является основанием для тщательного поиска сосудистой или капсульной инвазии [36]. TERT Впервые мутация TERT описана в 2013 г. при различных вариантах рака ЩЖ [39]. Частота точечных мутаций TERT С228Т и С250Т при дифференцированном раке ЩЖ, по данным разных авторов, достигает 7,5-25%, эта частота выше при низкодифференцированных и недифференцированных карциномах, что может указывать на агрессивное течение опухоли. Исследование T. Liu и соавт. показало отсутствие мутации C228T в доброкачественных опухолях и при медуллярном раке ЩЖ. При этом мутация C228T определялась в 11,7% случаев папиллярных карцином, 11,4% фолликуллярных карцином, в 37,5% случаев низкодифференцированных раков и 42,6% анапластических карцином. Мутация C250T встречается намного реже [39]. В крупном исследовании показано, что сосуществование BRAF V600E- и TERT-мутаций связано с агрессивным течением рака ЩЖ и плохими клиническими исходами папиллярного рака ЩЖ [40]. В американской и китайской когортах пациентов отмечена связь мутации промотора TERT и мутации BRAF V600E с папиллярным раком ЩЖ, кроме того, отмечено частое сосуществование в опухолях обеих мутаций [41, 42]. Аналогичные данные наблюдались в португальской популяции [43]. Однако ряд исследований показал обратную зависимость между мутациями промотора TERT и BRAF V600E, а сосуществование TERT- и BRAFV600E-мутаций не ассоциировалось с повышенной агрессивностью или худшими исходами по сравнению с наличием только мутации TERT [44]. Заключение Молекулярное тестирование на распространенные мутации в образцах ткани ЩЖ, полученных методом ТАБ, может значительно повысить точность цитологической диагностики узловых образований ЩЖ. Однако данная методика требует валидизации на каждой популяции. Наиболее перспективной является возможность использования молекулярно-генетического анализа при цитологическом заключении «атипия неопределенного значения» или фолликулярных изменениях. N.P. Ohori и соавт. оценили наличие BRAF- и RAS-мутаций, RET/PTC- и Pax8/PPARy-перестроек в 117 образцах ТАБ ЩЖ [38] Молекулярный анализ и последующая морфологическая верификация показали, что вероятность рака ЩЖ при атипии неопределенного значения у пациентов с любой из этих мутаций в узле составила 100%, в то время как без какой-либо мутации - лишь 7,6%. Эти данные позволяют предположить, что молекулярно-генетическое тестирование образцов ТАБ может служить дополнительным надежным диагностическим критерием в случае образцов с неопределенным цитологическим диагнозом. На сегодняшний день наиболее распространенные генетические маркеры включают мутацию гена BRAF, точечные мутации RAS и RET/PTC, а также Pax8/PPARy-перегруппировки. Последние рекомендации АTA, опубликованные в 2016 г., показали целесообразность использования молекулярно-генетической диагностики образца, полученного методом ТАБ, с применением панели, состоящей из генов BRAF, NRAS, HRAS, KRAS, RET/PTC1, RET/PTC3, PAX8/PPARγ, как дополнительного метода для стратификации риска малигнизации узлового образования в случае «неопределенной» цитологии [8]. Эти и другие новые молекулярные маркеры, вероятно, улучшат как диагностику злокачественных новообразований ЩЖ, так и тактику интраоперационного и послеоперационного ведения больных с раком ЩЖ. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

M O Rogova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Moscow, Russia

S V Novosad

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Moscow, Russia

N S Martirosian

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: narinarine@list.ru
Moscow, Russia

L V Trukhina

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Moscow, Russia

N A Petunina

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Moscow, Russia

References

Supplementary files