Очерк натуральной онкологии

[albert52]

Продолжим.

Ген-супрессор RaRb – ретинойный кислотный рецептор b (3р24), также может быть связан с бронхиальным канцерогенезом. LOH RaR выявляют при плоскоклеточной дисплазии и раке «in situ». LOH 9р в смежных с опухолью очагах гиперплазии обнаружен в 38%, дисплазии – 80% и рака «in situ» в 100% случаях.
Активация теломеразы является ранним событием бронхиального канцерогенеза. Укорочение теломера – генетическая аномалия, предшествующая экспрессии теломеразы и p53/Rb инактивации, которые преобладают уже в плоскоклеточных предраковых изменениях.

Плоскоклеточная карцинома характеризуется самой высокой частотой мутаций р53 среди всех гистологических типов карциномы легкого. Усиление экспрессии белка р53 и, реже, мутации гена р53 могут предшествовать метастазированию. В 15% случаев плоскоклеточной карциномы обнаруживают потерю экспрессии белка гена-супрессора опухолей RB1. На ранней стадии канцерогенеза было обнаружено метилирование p16INK4a. При этом, его частота увеличивалась от 24% в плоскоклеточной метаплазии до 50% при раке «in situ». Инактивация ингибитора циклин-зависимой киназы гена pl16/INK4a приводит к потере его белкового продукта в 65% опухолей.
Экспрессия белка р53, в случае плоскоклеточной метаплазии, составляла 5%, а при тяжелой дисплазии достигала уже 60% клеток. Экспрессия Вcl-2 происходила аналогичным образом. Не высокий уровень экспрессии этого белка при плоскоклеточной метаплазии резко возрастал при тяжелой дисплазии/раке «in situ».

Подчеркивается, что множество клональных и субклональных участков молекулярных аномалий, не больше размера бронхиальной биопсии и оцениваемой примерно в 40 000 – 360 000 клеток, могут быть обнаружены в нормальном и гиперплазированном бронхиальном эпителии пациентов с НМРЛ. Также активность MYC усиливается не только в опухоли, но и в предраковых изменениях (метаплазия, дисплазия). Это может быть важным событием, способствующим дизрегуляции клеточного цикла в канцерогенезе плоскоклеточного рака легкого .

У 2-70% больных немелкоклеточным раком легкого, в гистологически неизмененном бронхиальном эпителии отмечается микросателлитная нестабильность, которая вероятно имеет значение в бронхиальном канцерогенезе. Наличие микросателлитной нестабильности свидетельствует о дефиците системы репарации ДНК в клетке и высокой вероятности возникновения трансформирующих мутаций по всему геному (см. выше).

Профилирование микроРНК показало значительное снижение экспрессии подавляющего большинства микроРНК на самых ранних стадиях бронхиального канцерогенеза, включая гиперплазию, метаплазию, легкую и умеренную дисплазии. То же нарастающим итогом наблюдалось и при аденокарциноме.
На ранней стадии выявлена экспрессия генов CEACAM5 (играет важную роль в клеточной адгезии и внутриклеточной сигнализации), SLC2A1 (транспортер глюкозы), PTBP3 (играет важную роль в регуляции клеточной пролиферации и дифференцировки) ассоциированных с курением и которые активируются в опухоли легкого.

В патогенезе периферической аденокарциномы легкого определяют два молекулярных пути: у курящих – связанный с активацией RAS сигнализации, у некурящих – EGFR. Считают, что КRAS и EGFR мутации являются взаимоисключающими. КRAS мутации, вызванные канцерогенными веществами табака, происходят чаще всего в кодоне 12, реже в кодонах 13 и 61. По данным различных авторов, активация КRAS мутаций наблюдается в 15 – 39% случаев ААГ, примерно в 10% рака «in situ», в 8–70% случаев аденокарцином легкого и очень редки в бронхиальной дисплазии. EGFR мутации крайне редко происходят при плоскоклеточном раке легкого – менее 10%.

PCNA участвует в репликации и репарации ДНК, присутствует в делящихся (G1, G2, М) и находящихся в покое (G0) клетках. Период его полураспада около 20 часов, поэтому он может накапливаться в клетках, закончивших деление и давать более высокие показатели пролиферации. Khuri et al. отметили увеличение уровня экспрессии PCNA по мере перехода от нормального бронхиального эпителия к эпителию с признаками гиперплазии, плоскоклеточной метаплазии и дисплазии. Hirano et al. выявили экспрессию PCNA в 25% клеток неизмененной слизистой бронха, в случаях слабо выраженной дисплазии количество клеток с позитивной экспрессией составило 35%, при тяжелой степени дисплазии – 40%, а при инвазивном раке легкого – 85-90%.
В отличие от PCNA, Ki-67 не участвует в репарации ДНК и присутствует в ядрах делящихся клеток. Его содержание характеризует только пролиферативный пул ткани, а период полураспада составляет 60-90 минут. Наибольшее число позитивных на Ki-67 клеток – 57,6%, было обнаружено при дисплазии. Вообще, пролиферативная активность, в ходе развития плоскоклеточного рака напрямую связана с увеличением клеточной атипии.

Основные функции syndеcan-1 (CD138) – установление контроля над ростом, дифференцировкой клеток, а также поддержание клеточной адгезии и миграции клеток. Высокая экспрессия CD138 ингибирует рост клеток и миграцию пораженных клеток. Экспрессия CD138 зависит от типа опухоли и степени ее дифференцировки. Уровень экспрессии снижается при плоскоклеточном канцерогенезе и коррелирует с плохим прогнозом в случаях рака головы/шеи и плоскоклеточного рака шейки матки. С другой стороны, отмечается связь между высокой экспрессией CD138 и менее благоприятным прогнозом аденокарциномы поджелудочной железы.

В настоящее время в качестве биомаркера НМРЛ изучается белок С4.4А, являющейся маркером плоскоклеточной дифференцировки. Экспрессия C4.4A в многослойном плоском эпителии определяется в основном в супрабазальных слоях и отсутствует в нормальной ткани легкого. Экспрессия маркера не отмечалась и в случаях бокаловидноклеточной гиперплазии. Слабовыраженной она была при базальноклеточной гиперплазии, однако резко возрастала при плоскоклеточной метаплазии и дисплазии. При раке «in situ» и инвазивном плоскоклеточном раке легкого экспрессия С4.4А была умеренной. Большинство бронхоальвеолярных и инвазивных аденокарцином легкого были негативны для С4.4А.

[albert52]

Вставка.

Плоскоклеточный рак

Плоскоклеточный рак ( SCC ) по отдельности и в совокупности является одной из наиболее распространенных форм рака человека. Изменения стромальных клеток также играют важную роль в развитии этих опухолей, и они могут даже быть первичной детерминантой, помимо содействия уходу от иммунного надзора и устойчивости к химиотерапии.
Отличительной особенностью SCC является их высокая степень клеточной гетерогенности, при этом клеточные популяции находятся на различных стадиях дифференцировки, которые способны обращать приверженность клонов к стадиям пролиферации, а также вступать в фазы покоя с медленным циклом роста. Была предложена дифференцировочная терапия для исчерпания популяций клеток, инициирующих рак, путем принуждения их к терминальной дифференцировке. Однако обещаниям этого подхода противодействует риск того, что он может скорее повысить выживаемость клеток и устойчивость к химиотерапевтическим агентам, а также способствовать проонкогенному уклонению от иммунитета.

Классификация SCC обычно следует анатомическим разделам клинической медицины, где, например, SCC головы и шеи лечат отдельно от SCC аногенитальной области. Однако становится все более очевидным, что SCCs обладают сходными свойствами, о чем свидетельствует общность геномных, генетических и эпигенетических изменений и сходное влияние подлежащей мезенхимы.
В этих опухолях базальный слой состоит из относительно круглых пролиферативных клеток с высоким соотношением ядер / цитоплазмы. Это соотношение меняется на противоположное с каждым последующим слоем, где клетки уплощаются в неделящиеся окончательно дифференцированные «чешуйки», в честь которых и назван плоский эпителий. Жесткое регулирование этого градиента пролиферации-дифференцировки необходимо для поддержания барьерной функции и нарушается стрессом в виде инфекции, канцерогенов, лекарств и радиации (см. выше).

Плоскоклеточная метаплазия возникает в респираторном дереве и мочевыводящих путях как реактивная реакция на различные вредные условия (например, курение сигарет). Индукция плоскоклеточной дифференцировки в этом контексте может иметь защитную роль, увеличивая эластичность тканей и, как обсуждается ниже, выживаемость клеток. Однако, если метаплазия сохраняется, увеличивается вероятность дисплазии и риска рака.

Кожные SCC (CSCC) обычно представляют собой вялотекущие опухоли, редко дающие метастазы (<5%) на поздних стадиях развития болезни, при этом множественные и рецидивирующие CSCC являются основной причиной смерти многих пациентов-реципиентов органов, получающих лечение ингибиторами кальциневрина для иммуносупрессии. Конкретно здесь повышенный риск CSCC по сравнению с другими SCC во внутренних органах указывает на синергизм между канцерогенным воздействием УФ-света и ингибированием кальциневрина.

Помимо LSCC была обнаружена сильная связь между курением и опухолями, анатомически классифицируемыми как SCC «головы и шеи» (HNSCC). Курение также является критическим фактором риска SCC пищевода (ESCC). Курение имеет относительно предсказуемую мутагенную сигнатуру, преимущественно воздействуя на пары оснований гуанина и создавая замены G → T. Также многие полиароматические углеводороды и компоненты сигаретного дыма неактивны и требуют метаболической активации для причинения генотоксического повреждения.
Поверхностные эпителиальные ткани обычно изобилуют дендритными клетками, интернализующими антигены и они играют важную роль в активации 7,12-диметилбенз [a] антрацена (DMBA) углеводорода . Канцерогенное превращение компонентов дыма в мутагенные агенты также может происходить под действием ферментов детоксикации печению. Существует также синергия между алкоголем и курением сигарет в патогенезе различных типов SCC, в частности HNSCC и ESCC.
ESCC имеет особенно плохой прогноз: 5-летняя выживаемость редко превышает 20%. ESCC особенно часто встречается у мужчин (> 4: 1) .

Патогены создают проонкогенную среду двумя основными способами:
1) экспрессия онкогенов, полученных из патогенов, и / или инактивация генов-супрессоров опухоли хозяина;
2) хроническое воспаление и снижение иммунного надзора.
Примером первого механизма инфекционного онкогенеза являются вирусы папилломы человека (HPV), которые продуцируют онкопротеины E6 и E7 при интеграции в геном кератиноцитов хозяина. Затем клеточный цикл нарушается функциональной инактивацией ключевых белков-супрессоров опухолей p53 и p105-Rb под действием E6 и E7 соответственно. Благодаря этому механизму HPV ответственен за ошеломляющие 96% цервикального ПКР (CvSCC) и получил признание в качестве важной причины HNSCC.

Наряду с высокой частотой генных мутаций, хромосомная нестабильность является еще одной особенностью SCC. Так, УФ-мутации в горячих точках в кинетохоре гена KNSTRN (kinetochore localized astrin (SPAG5) binding protein), как сообщается, вызывают нарушение целостности хроматид и анеуплоидию.

В целом, широкий спектр генных изменений, выявленных в SCC, можно разделить на две категории: первая, с вероятной функцией драйвера рака при различных типах рака, а другая, затрагивающая гены с преимущественной или избирательной ролью в SCC в сети мутаций генов, сосредоточенных вокруг решений судьбы плоских клеток и / или программы терминальной плоской дифференцировки. Взаимоисключающие изменения были обнаружены для 90 пар генов, только 1 из которых статистически значима: TP53 - KMT2C (lysine (K)-specific methyltransferase 2C).

Мутации TP53 - это наиболее часто определяемые соматические мутации в SCC из всех участков тела. Очень распространены бессмысленные мутации «горячих точек», которые приводят к доминантным негативным свойствам и / или к усилению функциональных свойств с помощью трех возможных механизмов. Первый относится к образованию тетрамерного комплекса р53 и его способности взаимодействовать в формах дикого типа или в мутированных формах с двумя другими членами семейства, p63 и p73, влияя на их функцию. Второй включает модуляцию экспрессии гена мутантным p53, опосредованную его ассоциацией с другими транскрипционными факторами.
Третий результат связан с изменением специфичности связывания ДНК мутантного р53. В результате был идентифицирован целый ряд дерегулированных генов с про-выживательной, проинвазивной и про-онкогенной функциями.

Подавление активности p105-Rb за счет мутаций потери функции ингибитора CDK CDKN2A также очень распространено в SCC, в то время как мутации самого гена Rb1 обнаруживаются реже, за исключением ESCC. Интересно, что предполагаемые мутации драйвера рака во многих генах, включая TP53 , уже часто встречаются в нормальной коже, подвергшейся воздействию фотовоздействию, за исключением мутаций CDKN2A , что позволяет предположить, что они могут быть критическим триггером развития рака.

Частота мутаций TP53 и CDKN2A / Rb1 значительно снижена в HNSCC и CvSCC, связанных с инфекцией HPV. Здесь было показано, что экспрессия вирусных E6 и E7 ингибирует белки p53 и p105-Rb, что делает невозможным прямую генетическую мутацию.

[albert52]

Продолжим.

Гены, кодирующие Cyclin D1 и c-Myc, также обычно амплифицируются в SCC и амплификация этих генов часто встречаются в HNSCC HPV (-) , но редко или отсутствуют в их (+) аналогах HPV. FBXW7 кодирует компонент SCF ubiquitin E3 лигазного комплекса, участвующего в деградации ряда ключевых клеточных регуляторных молекул, включая c-Myc, cyclin E и Notch1. Мутации с потерей функции в FBXW7 особенно часто встречаются в CvSCC, но также встречаются в SCC из других участков тела. Важной мишенью FBXW7 в HNSCCs является антиапоптотический белок Mcl-1, который участвует в увеличении выживаемости раковых клеток и является возможной терапевтической мишенью.

SCC также связаны с частой амплификацией и, в некоторых случаях, мутациями генов рецепторов тирозинкиназы. Частая амплификация EGFR и близкородственного ERBB2 может вносить вклад в повышенную активность рецепторов в HNSCCs и ESCCs. Поскольку EGFR является избыточным рецептором для нескольких лигандов, он является особенно привлекательной мишенью для терапии либо низкомолекулярными ингибиторами, либо блокирующими антителами. Благоприятный ответ на низкомолекулярные ингибиторы наблюдается в случае активирующих мутаций EGFR , например, часто встречающимися в аденокарциномах легких, но не в плоскоклеточных карциномах.
Другой путь устойчивости к терапии анти-EGFR связан с повышением активности другого рецептора тирозинкиназы, c-MET. C-MET задействован лигандом фактора роста гепатоцитов (HGF), и его фосфорилирование запускает множество сигнальных путей, подобно EGFR. Хотя МЕТ может быть усилен в небольших подгруппах HNSCC, ESCC и LSCC, мутации не распространены. Несмотря на это, двойная терапия анти-EGFR и c-MET является многообещающей для терапевтического вмешательства.

FGFR1 и, в меньшей степени, FGFR2 и FGFR3 также часто усиливается в SCC из различных участков тела, причем амплификации этих генов происходит в основном в опухолях без EGFR, CCND1 или MYC амплификации. Как и в случае с этими другими генами, амплификация гена FGFR1,2 происходит избирательно в HPV(-) опухолях. В отличие от EGFR, по крайней мере в LSCC, амплификация генов FGFR может сопровождаться картированием активирующих мутаций во внеклеточные или внутриклеточные области рецепторов, что делает эти молекулы возможными терапевтическими мишенями.

Отмечена повышенная частота мутаций HRAS (> 20%) с более низкой частотой мутаций KRAS и NRAS в СSCC, что может отражать тот факт, что общая частота мутаций гена в этих опухолях значительно выше, чем в SCC внутренних органов. Еще большая частота мутаций HRAS (> 40%) была обнаружена в кожных SCC и кератоакантомах, которые развиваются у пациентов с меланомой, получавших ингибитор B-RAF вемурафениб. Они могут включать парадоксальную активацию передачи сигналов MAPK и ускоренный рост поражений, несущих HRAS.

Как и во многих других типах опухолей, на сигнальный путь PI3K / AKT часто влияет амплификация и / или мутации генов, что соответствует его ключевой роли в выживании клеток. Хромосомная область 3q26 / 28, включающая PIK3CA , а также гены клонов клеток TP63 и SOX2, обсуждаемые ниже, часто амплифицируется в различных SCC . Активирующие мутации гена PIK3CA также часто встречаются в различных SCC, с потерей PTEN в качестве альтернативного возможного механизма дерегуляции передачи сигналов AKT и, как следствие, увеличения выживаемости клеток.

Стволовые клетки или клетки-предшественники SCC характеризуются повышенной экспрессией TP63 , члена семейства генов TP53. TP63 кодирует две основные изоформы TAp63 и ΔNp63 (без N-концевого домена трансактивации), каждая из которых приобретает дополнительное разнообразие за счет альтернативного сплайсинга (α, β, γ, δ, ε субизоформы). Этот ген имеет решающее значение для развития плоского эпителия.
Переход от однорядного эпителия к многослойному происходит в разное время развития примерно в середине беременности. В развивающейся коже TP63 играет ключевую роль в поддержании популяций стволовых клеток и / или переходе от простого к стратифицированному и железистому эпителию. В этом контексте он участвует в переключении с горизонтальной плоскости деления эпителиальных клеток на вертикальную, которая сопровождает стратификацию.

TP63 также играет ключевую роль в балансе между пролиферацией эпителия / кератиноцитов в антагонизме с p53 и передачей сигналов Notch. p63 играет положительную функцию продвижения опухолей на начальных стадиях, но подавляет на более поздних стадиях Этот белок используется в качестве диагностического маркера плоскоклеточного рака легких и рака пищевода в сравнении с аденокарциномой, и очень часто он сверхэкспрессируется в SCC различных участков тела. TP63 , SOX2 и PIK3CA находятся в хромосомной области 3q , и недавно сообщалось о совместной амплификации этих генов вместе с FGFR1 в LSCC, что указывает на возможно важный уровень перекрестной активации.
Прямая мишень p63, которая, вероятно, актуальна в контексте развития SCC, - это FGFR2 с усиленной передачей сигналов FGFR, способствующей развитию рака. TP63 также, вероятно, играет важную роль в ранних изменениях тканей, предшествующих развитию рака. Фактически, его несоответствующая и повышенная экспрессия была связана с плоскоклеточной метаплазией как в трахеальном, так и в пищеводном эпителии.

В легких SOX2 , по-видимому, избирательно участвует в развитии рака по плоскоклеточному клону, поскольку амплификации этого гена происходят с ошеломляющей частотой (> 50%) в LSCC, а в аденокарциноме вместо этого амплифицируется ген NKX2-1 (см. выше).
В LSCCs SOX2 и PRKCI часто также коамплифицируются с фосфорилированием SOX2 с помощью протеинкиназы Ciota , продукта гена PRKCI , что увеличивает продукцию лиганда Hedgehog и, как следствие, увеличивает потенциал раковых стволовых клеток. SOX2 и p63 физически взаимодействуют и сходятся на большом количестве общих генов-мишеней с проонкогенным потенциалом, таких как ETV4 .
Активность SOX2 простирается на контроль Notch1 и Notch2 экспрессии, с взаимодействием между двумя клеточными регуляторными сетями , играющими , возможно , важной ролью в определении клеток происхождения и подтипа KRAS-индуцированных опухолей легких.

Взаимодействие между производством активных форм кислорода (ROS) и метаболизмом играет важную роль в балансе между обновлением стволовых клеток и приверженностью к дифференцировке. Фактор транскрипции NRF2 является ключевым регулятором ферментов, участвующих в защитном ответе против АФК и в метаболизме соединений. Активирующие мутации NFE2L2 , кодирующего NRF2, являются частым событием в SCC различных типов, с взаимоисключением предполагаемых мутаций потери функции NRF2-инактивирующего гена KEAP1.

Вообще самообновление базальных эпителиальных стволовых клеток крупных дыхательных путей контролируется динамическими вариациями уровней ROS посредством NRF2-зависимой активации передачи сигналов Notch с возможно важными последствиями для развития рака. Более конкретно, в коже функция NRF2 была связана с гетерогенностью популяций стволовых клеток SCC и стабилизацией NRF2 с помощью p21 CDKN1A, что привело к усилению защиты от ROS и устойчивости к химиотерапевтическим агентам.

Отличительной особенностью плоского эпителия является их плотная организация и упаковка межклеточных соединений, с поляризацией вдоль базально-апикальной оси, а также и вдоль основной оси тела. Мутации в генах, кодирующих классические адгезивные соединения и десмосомные белки, такие как DSG1-4 , происходят в SCC различных типов, но с относительно низкими частотами. Напротив, часто мутирует FAT1, принадлежащий к надсемейству cadherin и играющий ключевую роль в полярности планарных клеток.

[albert52]

Вернемся немного назад.

Рак легкого в структуре онкологических заболеваний занимает одно из первых мест в мире. На долю немелкоклеточного рака легкого приходится ~ 80–85% новообразований данной локализации. На момент постановки диагноза лишь у 20-25% больных опухоль оказывается резектабельной.
Несмотря на постоянное совершенствование методов диагностики, проведение радикального хирургического, химиотерапевтического и лучевого лечения, 5-летняя выживаемость составляет ~30%. У 60-75% больных немелкоклеточным раком легкого III стадии происходит прогрессирование опухолевого процесса в виде местного рецидива, метастазов в лимфоузлы грудной полости или развития отдаленных метастазов.
Выявление первичной опухоли на ранней стадии существенно улучшает отдаленные результаты лечения, хотя и не гарантирует отсутствие риска прогрессирования новообразования. Поэтому актуальным остается поиск объективных маркеров, позволяющих прогнозировать риск развития рецидивов и гематогенных метастазов немелкоклеточного рака.

Закономерности развития предопухолевых процессов в бронхиальном эпителии остаются на сегодняшний день важной и интенсивно изучаемой проблемой. Базальноклеточная гиперплазия и плоскоклеточная метаплазия – одни из первых морфологически идентифицируемых изменений бронхиального эпителия. Известно, что в основе появления и прогрессии этих процессов лежит генетическая нестабильность. Она базируется на нарушениях механизмов репарации ДНК, изменениях регуляции клеточного цикла и апоптоза. Отметим, что недостатки репарации ДНК из-за эпигенетических изменений, которые уменьшают или заставляют молчать экспрессию генов репарации ДНК, встречаются гораздо чаще, чем классические мутации.

Потеря контроля над процессами пролиферации, дифференцировки и гибели клеток коррелирует с развитием дисплазии и увеличением степени ее тяжести. Особое значение имеет плоскоклеточная метаплазия, которая, как правило, является основой для последующего развития диспластических изменений.
Считается, что базальноклеточная гиперплазия, плоскоклеточная метаплазия, а также, в большинстве случаев легкие и умеренные диспластические изменения, могут подвергаться спонтанной регрессии. Тяжелая дисплазия имеет высокий потенциал малигнизации. Переход с одного уровня изменений на другой может занимать различное время. По данным литературы продолжительность этих временных отрезков существенно разнится – от полугода до нескольких десятков лет.
В этой связи необходимы дальнейшие исследования, посвященные поиску новых прогностических признаков вероятности прогрессирования морфологических изменений респираторного эпителия до дисплазии III степени у больных хроническим бронхитом.

Развитие и прогрессия предопухолевых изменений зависят от влияния клеток микроокружения, в частности, воздействия цитокинов воспалительного инфильтрата. Известно, что предопухолевые изменения развиваются в условиях хронического воспаления как проявления ускоренной регенерации и замедления дифференцировки эпителия
Прогрессирование предопухолевых процессов может быть связано не только с воздействием клеток микроокружения, но и с генетическими или эпигенетическими нарушениями в самих клетках эпителия, в конечном счете, приводящими к изменению экспрессионного профиля. Среди биологических процессов выделяли «ответ на цитокины», «регуляция продукции цитокинов», «ответ на интерферон гамма», «иммунный ответ», «клеточный хемотаксис», «регуляция клеточной пролиферации».

Различные варианты морфологических изменений часто выявляются в бронхах, непосредственно не контактирующих с очагами немелкоклеточного рака легкого. При этом базальноклеточная гиперплазия, плоскоклеточная метаплазия и дисплазия могут одновременно обнаруживаться при морфологическом исследовании в одном бронхе. Сочетания данных процессов бывают различными и, по-видимому, имеют неслучайный характер. Значимость каждого из вариантов сочетания рассматриваемых морфологических изменений в прогрессии немелкоклеточного рака в отдаленном периоде после завершения лечения неизвестна.

По гистологическим проявлениям базальноклеточная гиперплазия, которая сочетается с плоскоклеточной метаплазией (БКГ+ПМ+Д-), неотличима от «изолированной» базальноклеточной гиперплазии (БКГ+ПМ-Д-). В участках сочетанной БКГ была выше пролиферативная активность – 34,9% Ki-67+ клеток против 18,3±7,1 % при плоскоклеточной карциноме и 34% против 17±8 % при аденокарциноме. Суперэкспрессия Вcl-2 при этом ингибирует апоптоз в случаях, когда возможна его инициация (что бывает далеко не всегда). Благодаря этому, по-видимому, возрастает вероятность выживания клеток с н***агоприятными мутациями.

По данным эпидемиологического исследования наиболее высокий риск развития рака легкого связан с хронической обструктивной болезнью легких. Наличие ХОБЛ у курильщиков со стажем увеличивает вероятность развития рака легких в 4,5 раза. У 50-90% больных раком легкого выявляется ХОБЛ. Пока не установлено, обусловлена ли эта взаимосвязь общими факторами риска (например, курением), участием генов, определяющих склонность к заболеваниям, или нарушением выведения канцеро -генов. На фоне ХОБЛ чаще всего происходят гиперпластические процессы, плоскоклеточная метаплазия. Так, по данным некоторых авторов эти морфологические изменения эпителия были обнаружены у 70% больных ХОБЛ.
Гиперплазия и плоскоклеточная метаплазия, как правило, являются основой для развития дисплазии и рака легких. У больных ХОБЛ, имеющих большой стаж курения, отмечается высокая частота встречаемости тяжелой дисплазии и рака in situ – 24 – 48% случаев. Кроме того, с ХОБЛ связывают и н***агоприятный исход немелкоклеточного рака легкого после лечения.

Есть сведения о том, что как минимум 10% случаев рака легкого не связаны с курением. В качестве возможного фактора риска развития рака легкого у таких пациентов, может быть «атопическая конституция». Так, при БА (бронхиальной астме) структурные изменения эпителия связаны с ремоделированием бронхов. В результате, нарушаются пролиферация, миграция, дифференцировка и барьерная функция эпителия.
Частыми признаками проявления ремоделирования бронхов являются утолщение и гиалиноз базальной мембраны, десквамация эпителия, эпителиальная гиперплазия и плоскоклеточная метаплазия.

[albert52]

Продолжим.

Эпителий легкого возникает с вентральной стороны передней энтодермы передней кишки, где формируются первичные почки легких. После обширного разветвления проксимальных проводящих дыхательных путей, включая трахею, бронхи и бронхиолы, клетки на кончиках дистальных ветвей дифференцируются в альвеолярные клетки типа 1 (AT1) и 2 (AT2), которые составляют газообменные альвеолы.
В развивающихся легких пулы клеток-предшественников могут давать начало множеству региональных типов эпителиальных клеток . В трахее и основных бронхах базальные клетки дают секреторные и реснитчатые клетки просветного слоя, тогда как в бронхиолярном эпителии клубные клетки (ранее известные как клетки Клары) могут самообновляться и генерировать ресничные клетки. В дистальных дыхательных путях клетки AT1 и AT2 во время эмбриогенеза возникают непосредственно из бипотентного предшественника, имеющего другое происхождение. В постнатальных легких клетки AT2 также приобретают функции, подобные предшественникам, чтобы генерировать клетки AT1.

Известно и предсказано влияние клетки происхождения c онкогенной мутацией в формировании различных подтипов рака легкого. Основными типами рака легкого являются мелкоклеточная карцинома легкого SCLC и немелкоклеточная карцинома легкого NSCLC, которая включает три основных гистологических типа: аденокарциному, плоскоклеточную карциному (SCC) и крупноклеточную карциному. Около 15% опухолей представляют собой SCLC и возникают в крупных дыхательных путях, быстро растут и имеют нейроэндокринный компонент.
Аденокарциномы составляют около 40% НМРЛ и обычно начинаются в железах периферической ткани легких; SCC составляют 25% и обычно возникают из базальных клеток вблизи центрального бронха. Считается, что крупноклеточный рак происходит из нейроэндокринных клеток и может наблюдаться в сочетании с другими типами НМРЛ. Эти нейроэндокринные опухоли легких представляют собой эпителиальные опухоли, характеризующиеся преимущественной нейроэндокринной дифференцировкой, на что указывают нейроэндокринные гранулы, гранулы муцина, микроворсинки и тонофиламенты.

Аденокарцинома легкого (LUAD)

На NSCLC (немелкоклеточный рак легкого) приходится около 85% всех диагнозов рака легких, причем большинство пациентов с аденокарциномой легкого (LAC). Предположительно рост заболеваемости связан с популярностью сигарет с низким содержанием смолы и сигарет с фильтром, при курении которых человек делает более глубокий вдох, и, как следствие, табачный дым оседает в периферических дыхательных путях, где чаще всего и развивается аденокарцинома.

Опухоли, которые раньше классифицировались как бронхоальвеолярные, теперь причисляются к одной из нескольких категорий: аденокарцинома in situ (AIS), минимально инвазивная аденокарцинома (MIA) и атипическая аденоматозная гиперплазия (ААН). Последняя рассматривается как преинвазивное поражение легких, не превышающее 5 мм и представляет собой пролиферацию атипичных цилиндрических клеток вдоль поверхности альвеол.
Первый подтип, (AIS), представляет собой локализованную (≤3 см) аденокарциному, рост которой ограничен поверхностным ростом вдоль альвеолярных структур (со стелющимся типом роста, «lepidic»), без признаков инвазии. В большинстве случаев AIS – немуцинозные опухоли. Проспективные исследования свидетельствуют, что при полной резекции AIS выживаемость приближается к 100% (97%). Минимально инвазивная аденокарцинома (МIА) – также небольшая одиночная опухоль размером ≤3 см, однако, в отличие от AIS, с инвазией, не превышающей в глубину 5 мм. Большинство таких опухолей также не вырабатывают муцин.

Гистологическое строение аденокарцином вариабельно: от хорошо дифференцированной опухоли с явными элементами железистой дифференцировки, формирования папиллярных структур, напоминающих таковые у других папиллярных карцином, до солидных опухолей с незначительным количеством муцинпродуцирующих желез и клеток.
Инвазивная муцинозная аденокарцинома бывает коллоидной, фетальной, кишечного типа и аденосквамозной. Аденосквамозная карцинома определяется как опухоль, состоящая более чем на 10% из злокачественных железистых и плоскоклеточных компонентов. По всей вероятности, смешанная гистология отражает гетерогенность этой карциномы легкого.
Частота встречаемости аденосквамозной карциномы находится в диапазоне от 0,4% до 4% всех случаев бронхогенного рака. Этот подтип опухоли более агрессивен, чем аденокарцинома или плоскоклеточная карцинома, и, соответственно, сопряжен с худшим прогнозом.

Предполагают, что аденокарцинома легкого проходит те же стадии развития, что и аденокарцинома толстой кишки: атипическая аденоматозная гиперплазия прогрессирует до неинвазивной карциномы, которая затем трансформируется в инвазивную. Это подтверждается тем фактом, что атипическая аденоматозная гиперплазия является моноклональной и имеет многие молекулярные аберрации, например мутации ECFR, характерные для аденокарцином.

KRAS мутации являются основным фактором развития LAC и тесно связаны с курением сигарет, в отличие от мутаций рецептора эпидермального фактора роста (EGFR), которые возникают и у никогда не курящих.
Вообще, большинство НМРЛ являются генетически сложными опухолями с множеством потенциальных активирующих событий. Их мутантные мишени включают FGFR1, PTEN, MET, MEK, PD-1 / PD-L1 и NaPi2b. В свете множества новых биомаркеров и целевых агентов стратегии мультиплексного тестирования будут иметь неоценимое значение при определении подходящих пациентов для каждой терапии и позволять направлять целевые агенты пациентам, наиболее вероятно получающим от них пользу.

В дистальных эпителиальных клетках SOX9 отмечает кончики ветвей растущих легких и функционирует ниже по ходу передачи сигналов рецепторной тирозинкиназы для подавления преждевременной альвеолярной дифференцировки. SOX9 сверхэкспрессируется в человеческом LUAD, и его экспрессия коррелирует с плохой выживаемостью пациентов.

Большинство аденокарцином экспрессируют тиреоидный фактор транскрипции 1, а также 80% опухолей содержат муцин. Гомеобокс NK2 / 1 (NKX2/1), также известный как TТF-1 (тиреоидный фактор), экспрессируется в клетках AT 2 и подгруппе бронхиолярных клеток, активируя транскрипцию генов, кодирующих сурфактант в пневмоцитах 2 типа и секреторный протеин клубных клеток. Он может взаимо -действовать с множественными транскрипционными факторами, чтобы расширить или ограничить диапазон генов-мишеней. Так, уровни NKX2/1 поддерживают альвеолярную дифференцировку и ингибируют пролиферацию путем ограничения активности геномных локусов-мишеней FOXA1/2 и AP1 - 85 соответственно.

Белок TF-1 является биомаркером рака тимуса и LUAD. Около 15% LUAD содержат амплификацию NKX2-1, что коррелирует с плохим исходом и требуется для жизнеспособности опухолевых клеток. NKX2-1 может поддерживать про-онкогенную передачу сигналов вниз по течению от мутантного EGFR и требуется для EGFR-опосредованной трансформации.

[albert52]

Продолжим.

Плоскоклеточный рак легких (LUSC)

В зависимости от интенсивности и длительности воспаления в эпителии бронхов наблюдается ряд последовательных изменений. Увеличивается число бокаловидных клеток в состоянии повышенной секреции, вплоть до полного замещения ими реснитчатых клеток. Усиливается пролиферативная активность эпителия.
Делящиеся базальные клетки в зоне дефектов эпителиальной выстилки гиперплазируются, и могут подвергаться метаплазии в многослойный плоский эпителий. Именно клетки с морфологией базального эпителия являются стволовыми клетками – источниками плоскоклеточной метаплазии и дисплазии. Плоскоклеточная метаплазия ухудшает мукоцилиарный клиренс и способствует повышенному риску развития плоскоклеточного рака.

На фоне хронического воспаления выраженная пролиферация эпителия часто предшествует возникновению опухоли. Генетические изменения, такие как делеции хромосомных регионов, транслокации или генные мутации могут возникать в гистологически нормальном эпителии и при гиперпластических процессах, а их число или выраженность увеличиваются по мере прогрессирования тяжести предопухолевых изменений.
Понятие эпителиальной гиперплазии включает в себя бокаловидноклеточную и базальноклеточную гиперплазии; при последней метапластический эпителий занимает почти всю толщину эпителия. По сравнению со зрелой плоскоклеточной метаплазией, цитоплазма клеток скудная и не кератинизирована. Реснитчатые клетки могут удерживаться на поверхности эпителия, но бокаловидные клетки, как правило, отсутствуют.

Плоскоклеточная метаплазия (зрелая ПМ) характеризуется заменой цилиндрического мерцательного респираторного зрелым плоским эпителием; эпителиальные клетки поверхностного слоя ориентированы параллельно базальной мембране. Характерны межклеточные мостики. Клеточная атипия отсутствует или незначительна.
Плоскоклеточная дисплазия/рак in situ предшествуют плоскоклеточному раку легкого. Плоскоклеточная дисплазия слабой степени характеризуется минимальными архитектурными и клеточными нарушениями, ограниченными нижней третью эпителиального слоя. При умеренной плоскоклеточной дисплазии нарушается дифференцировка клеток, отмечается умеренный полиморфизм. Изменения охватывают две трети эпителиального пласта. Ядерно-цитоплазматическое соотношение сдвинуто в сторону ядра. Хроматин мелкозернистый. Ядрышки, как правило, отсутствуют. Митозы находятся в нижней трети эпителиального пласта.

Для тяжелой степени дисплазии свойственна выраженная клеточная атипия, распространяющаяся вплоть до верхнего эпителиального слоя. Отмечается ядерный полиморфизм, могут быть видны ядрышки. Митозы наблюдаются в двух нижних эпителиальных слоях. Для рака in situ, характерна полная потеря клеточной ориентации, клеточная «скученность», выраженный клеточный и ядерный полиморфизм. Митозы наблюдаются по всей толщине эпителиального пласта. В целом дисплазию III степени и рак in situ зачастую сложно дифференцировать друг от друга.

Чаще всего базальноклеточную гиперплазию и плоскоклеточную метаплазию описывают в бронхах крупного и среднего калибра. Однако, они могут быть найдены и в других отделах бронхиального дерева. Частота встречаемости дисплазии была выше в случаях плоскоклеточного рака (66,7%), нежели аденокарциномы легкого (36,4%), при этом локализация и степень диспластических изменений не были связаны с расстоянием от первичной карциномы легкого. Дисплазия высокой степени редко бывает «изолированной» и, как правило, сочетается с дисплазией низкой степени. Рак «in situ» может возникнуть изначально без предшествующих изменений, на месте нормальной слизистой бронха.

Следует отметить, что базальноклеточная гиперплазия и плоскоклеточная метаплазия, пусть и не так выраженные, как при предопухолевых изменениях в случае плоскоклеточной карциномы легкого, также могут предшествовать аденокарциноме легкого, особенно в случаях ее центрального происхождения.

Установлено, что морфофункциональные характеристики (экспрессия Ki-67, p53, Вcl-2, CD138) базальноклеточной гиперплазии зависят от варианта ее сочетания с плоскоклеточной метаплазией. При ее сочетании уровень экспрессии маркеров Ki-67, p53, Вcl-2 выше, а CD138 ниже, чем при изолированной базальноклеточной гиперплазии (БКГ+ПМ-Д-). При плоскоклеточной метаплазии и дисплазии в бронхах мелкого калибра, в отдалении от немелкоклеточного рака, отсутствует экспрессия маркера дифференцировки плоского эпителия CD138.

Плоскоклеточная карцинома чаще наблюдается у мужчин и коррелирует с курением. Гистологически опухоль характеризуется кератинизацией и/или наличием межклеточных мостиков. При ороговении образуются скопления эпителиальных клеток с гомогенного вида цитоплазмой, называемые «раковыми жемчужинами», или эти клетки располагаются отдельно. Эти особенности хорошо видны в высокодифференцированных опухолях, слабо выражены в умеренно дифференцированных опухолях и могут быть очаговыми в низкодифференцированных опухолях. Митотическая активность выше в низкодифференцированных опухолях.
LUSC экспрессирует маркеры базальных клеток (включая KRT5, p63 и SOX2) и часто встречается в проксимальных дыхательных путях. Во время нормального развития SOX2 необходим для фиксации таких базальных клеток, поэтому было предложено, что LUSC возникает из базальных предшественников. При LUSC в том же ампликоне, что и SOX2, находится PRKCI , который кодирует протеинкиназу С1, которая фосфорилирует SOX2, что приводит к активации передачи сигналов Sonic hedgehog (Shh) и самообновлению LUSC. В отличие от своей роли в продвижении LUSC, высокие уровни Sox2 ограничивают образование LUAD в бронхиолах путем подавления активации Notch.

Плоскоклеточная карцинома характеризуется самой высокой частотой мутаций р53 среди всех гистологических типов карциномы легкого. Усиление экспрессии белка р53 и, реже, мутации гена р53 могут предшествовать метастазированию. В 15% случаев плоскоклеточной карциномы обнаруживают потерю экспрессии белка гена-супрессора опухолей RB1. На ранней стадии канцерогенеза было обнаружено метилирование p16/INK4a, при этом, его частота увеличивалась от 24% в плоскоклеточной метаплазии до 50% при раке «in situ». Инактивация гена ингибитора циклин-зависимой киназы pl16/INK4a приводит к потере его белкового продукта в 65% опухолей.

[albert52]

Продолжим.

По крайней мере два молекулярных пути вовлечены в развитие LUAD: путь KRAS и пути EGFR у курильщиков и некурящих пациентов соответственно. Мутации в EGFR , особенно делеции в рамке считывания экзона 19 и вариантов L858R и L861Q в экзоне 21, прочно связаны со статусом отказа от курения, женским полом и восточноазиатской этнической принадлежностью. Клетками происхождения LUAD являются клетки AT2, экспрессирующие сурфактантный белок C (SPC), а также из бронхиолярного эпителия и желез малых бронхов.

AAH участвуют в линейной прогрессии клеток «терминальной дыхательной единицы» (TRU) в AIS (рак in situ) и впоследствии в инвазивные LUAD из-за экспрессии общих генов между TRU и AAH. Так от ~ 30% до 40% AAH проявляют мутации KRAS (кодон 12). Кроме того, мутации EGFR с одинаковой частотой характерны для AAH, поражений AIS и LUAD, особенно в последовательности поражений, предшествующих развитию LUAD подтипа TRU.
Другие молекулярные аберрации, которые были идентифицированы в AAHs, включают сверхэкспрессию онкопротеинов Cyclin D1, сурвивина и ERBB2, потерю гетерозиготности (LOH) в хромосомах 3p (18%), 9p ( CDKN2A ) и p14arf (оба действуют как супрессоры опухолей , регулируя клеточный цикл ), 9q ( комплекс туберозного склероза 1 / TSC1 ), 17q и 17p ( TP53 ) и снижение экспрессии супрессора опухолей серин-треонинкиназы 11 (STK11, также известного как LKB1). Эпигенетические изменения, включая метилирование ДНК CDKN2A и PTPRN2 (Protein tyrosine phosphatase receptor type N2) также были зарегистрированы в AAHs.

В целом амплификация онкогена EGFR является преобладающим дифференциальным молекулярным признаком между ранними поражениями и LUAD. Также NKX2-1 обычно накапливается или амплифицируется (локус 14q13.3) в LUAD, указывая на специфическую онкогенную функцию клеточного клона для этого транскрипционного фактора в LUAD.

Ангиогенез развивается на ранней стадии канцерогенеза легких и что эти аномалии служат основанием для разработки целевых стратегий антиангиогенной химиопрофилактики. Наличие этого поражения (зарастание сосудов в субэпителиальных тканях с повышенной плотностью микрососудов) у курильщиков из группы высокого риска предполагает, что аберрантный паттерн микроваскуляризации может возникать на ранней стадии бронхиального канцерогенеза.

Другие пути, включая передачу сигналов с помощью жирных кислот и ретиноевой кислоты, также являются общими для плоскоклеточных прединвазивных поражений и LUSC. SOX2 усилен (3q26.3) в LUSCs, способствует выживанию опухолей с амплификацией гена. Отметим, что экспрессия белка SOX2 полностью отсутствует в патогенезе аденокарциномы легких и высоко выражена в преинвазивных плоскоклеточных поражениях и в LUSC. Аналогично NKX2-1 в LUADs, можно предположить, что SOX2 функционирует как онкоген, ограниченный по клонам, в раннем патогенезе LUSCs.

Профили экспрессии генов, модулируемые на ранней стадии между нормальными клетками и предраковыми поражениями, а также профили, которые менялись между предопухолевыми тканями и LUSC указывают на ингибирование TP53 и активацию Mус. Напомню, что экспрессия белка р53 в случае плоскоклеточной метаплазии, составляла 5%, а при тяжелой дисплазии достигала уже 60% клеток. Экспрессия Вcl-2 происходила аналогичным образом.
Невысокий уровень экспрессии этого белка при плоскоклеточной метаплазии резко возрастал при тяжелой дисплазии/раке «in situ». Такая парадоксальная экспрессия обьясняется процессами в диспластическом эпителии: если р53 пытается инициировать аполптоз, то Вcl-2 эффективно его блокирует ( уже при раке in situ р53 начинает генетически и эпигенетически блокироваться ). Так, широко распространенные мутации в TP53 были зарегистрированы в бронхиальном эпителии курильщиков, свободных от рака (сначала активирующие, а затем тормозящие).

Выявлен высокий уровень соответствия статуса метилирования CDKN2A между опухолями легких и прилегающим нормальным эпителием бронхов. Другие гены, которые были описаны как метилированные в области повреждения дыхательных путей у здоровых от рака, включают RAR-β2 ( retinoic acid receptor beta2 - тип ядерного рецептора, который активируется как полностью транс-ретиноевой кислотой, так и 9-цис-ретиноевой кислотой, который функционирует как ген-супрессор опухоли в различных типах опухолей человека), RASSFF1A (Ras-association domain family 1, isoform A) и GSTP1 (принадлежит к семейству глутатион-S-трансфераз (GSTs), ферментов, которые катализируют детоксикацию эндогенных и экзогенных веществ, конъюгируя их с глутатионом (GSH).

Среди курильщиков с предраковыми поражениями сигнатура активированного PIK3CA уменьшалась в области повреждения после химиопрофилактики миоинозитом, ингибитором PIK3CA, и изменения в сигнатуре экспрессии гена были связаны с клиническим ответом, измеренным по регрессу диспластического поражения.

Базальные клетки дыхательных путей у здоровых курильщиков подвергаются репрограммированию в направлении фенотипа, подобного эмбриональным стволовым клеткам, и постулировано, что этот процесс представляет собой раннее событие в развитии карциномы легких у курильщиков.

Полевой канцерогенез включает аберрантную модуляцию микроРНК (miRNA). Выявлена новая микроРНК, miR-4423, которая проявляла клон-специфические свойства, поскольку было обнаружено, что ее экспрессия ограничивается исключительно эпителием дыхательных путей. miR-4423 была снижена в опухолях легких и подавляла признаки злокачественного фенотипа легких, т.е. она лежат на пересечении между полевым канцерогенезом и ранними событиями в патогенезе рака легких.

Возможные пути и маркеры, которые дифференцированно модулировались со временем в полевых условиях включали повышенную бронхиальную экспрессию фосфорилированных форм онкогенов AKT1 и ERK1 / 2. Они могут быть связаны с рецидивом рака легких у пациентов на ранней стадии, подвергшихся хирургическому лечению. Напомню,что фосфорилирование этих онкогенов стимулируется mTOR2, который активируется при травматическом и воспалительном повреждении эпителия. В норме при регенерации ран эпителий наползает с краев ран по сформировавшейся базальной мембране (БМ). Выход за пределы БМ (инвазия) наблюдается только при злокачественном перерождении эпителия.

Профили генов соседних, но не далеких клеток дыхательных путей тесно связаны с паттернами экспрессии близлежащего NSCLC. Один из этих генов, LAPTM4B , онкоген, связанный с лизосомами, является новым активатором пути стрессового ответа NRF2 в клетках рака легких.
Сейчас создан 17-генный классификатор в качестве бронхиального биомаркера для выявления рака легких. Классификатор и бронхоскопия продемонстрировали комбинированную чувствительность 97% для диагностики рака легких независимо от размера, местоположения, типа клеток или стадии рака.

Создана разветвленная модель эволюции патогенеза опухолей, при которой субклоны расширяются независимо, приобретая различные мутации с течением времени. Кроме того, эти множественные субклональные популяции могут сосуществовать вместе. Внутриопухолевая гетерогенность (ITH): эпителий дыхательных путей, подвергшихся воздействию курения, в областях повреждения / канцеризации или предраковых поражений может проявлять клеточные субклоны с различными мутационными паттернами и, таким образом, с различной способностью прогрессировать до НМРЛ.