ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАЦИОННОГО ЛАНДШАФТА ПЛОСКОКЛЕТОЧНОГО РАКА ЛЁГКОГО С ВЫСОКИМ РИСКОМ ГЕМАТОГЕННОГО МЕТАСТАЗИРОВАНИЯ

  • Анастасия Алексеевна Щеголева НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия; Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
  • Татьяна Сергеевна Геращенко НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия
  • Артём Михайлович Киселёв НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия; Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия
  • Анна Алексеевна Хозяинова НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия; Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
  • Евгений Олегович Родионов НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия
  • Ольга Владимировна Панкова НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия
  • Владимир Михайлович Перельмутер НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия
  • Евгений Владимирович Денисов НИИ онкологии, Томский НИМЦ, Россия, Томск, Россия; Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Ключевые слова: плоскоклеточный рак лёгкого, прогрессия, метастазирование, соматические мутации, базальноклеточная гиперплазия

Аннотация

Рак лёгкого является одной из важнейших медицинских и социально-экономических проблем в большинстве развитых стран мира в связи с его лидирующей позицией в структуре онкологической заболеваемости и смертности [1]. Основными причинами высокой смертности пациентов с раком лёгкого являются позднее обнаружение опухолевого процесса и высокая частота гематогенного метастазирования (ГМ) [2]. Однако, даже при своевременной диагностике, пятилетняя выживаемость больных раком лёгкого, главным образом немелкоклеточным раком лёгкого (НМРЛ), составляет чуть более 50% ввиду высокой частоты ГМ [3]. Поиск способов предсказания вероятности метастазирования НМРЛ является актуальной задачей. Известно, что формированию злокачественного новообразования в лёгком предшествуют морфологические изменения в бронхолёгочном эпителии, протекающие на фоне хронического воспаления. Патогенез плоскоклеточного рака лёгкого (ПРЛ) включает в себя серию предопухолевых изменений: базальноклеточная гиперплазия (БКГ), плоскоклеточная метаплазия, дисплазия I-III степеней и карцинома in situ [4]. Ранее коллективом НИИ онкологии Томского НИМЦ было показано, что наличие изолированной БКГ (иБКГ) в эпителии мелких бронхов больных НМРЛ связано с высокой частотой ГМ [5]; однако механизмы данной ассоциации не известны. Целью настоящего исследования была оценка мутационного ландшафта НМРЛ у больных с наличием иБКГ. В исследование были включены 10 пациентов (от 48 до 77 лет) с ПРЛ, разделенные на три группы: 1) пациенты с иБКГ и ГМ; 2) пациенты с иБКГ, но без ГМ; и 3) пациенты без предопухолевых изменений и ГМ. Наличие предопухолевых изменений в бронхах определяли с помощью световой микроскопии гематоксилин-эозин окрашенных срезов формалин-фиксированных образцов нормальной ткани, взятых на расстоянии 3-5 см от опухоли. ДНК выделяли из свежезамороженных образцов опухолевой ткани лёгкого и периферической крови колоночным методом с помощью набора DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen, США). Подготовка экзомных библиотек проводилась с помощью набора SureSelect XT v. 7.0 (Agilent, США). Анализ качества и концентрации образцов ДНК и ДНК-библиотек оценивали с помощью спектрофлюориметра Qubit 4.0 (ThermoFisher Scientific, США) и станции автоматического гель-электрофореза 4150 Tape Station (Agilent, США). Секвенирование проводили на платформе NextSeq 500 (Illumina, США).  Анализ данных секвенирования выполняли с помощью инструментов GATK, Mutect2, ANNOVAR и Enrichr. В результате исследования обнаружено, что количество генов, содержащих мутации, различалось у больных ПРЛ в зависимости от наличия иБКГ и ГМ. Так, у пациентов с иБКГ и ГМ обнаружено 1013 генов с мутациями, из них 902 гена оказались уникальными для данной группы. Для пациентов с иБКГ, но без ГМ, обнаружены нарушения в 464 генах, из них 376 гена были специфичны для данной группы. У больных ПРЛ без предопухолевых изменений и ГМ мутации найдены в 286 генах (из них 228 уникальных). Интересно, что среди пациентов с иБКГ мутаций было в 1,8 раза больше в случаях с ГМ, чем без ГМ. Данное наблюдение, вероятно, указывает косвенным образом на то, что наличие иБКГ не является абсолютным  прогностическим критерием риска развития ГМ. Различия между исследуемыми группами больных ПРЛ также наблюдались в количестве генов-драйверов канцерогенеза. Так, наибольшее число драйверов канцерогенеза, в частности TP53, ARID1B, RB1, CDH10, FLT4, KEAP1, PTEN и др., было характерно для пациентов с наличием иБКГ и ГМ. Помимо этого, у больных ПРЛ с наличием иБКГ и ГМ чаще обнаруживались мутации в генах, кодирующих белки межклеточной адгезии (CDH8, CDH9, CDH10, CDH20, CD177, ITGAL, TENM3, SDK1, SDK2, SELP, PTPRT, PTPRD, PTPRM, PCDHB6, PCDHB14, PCDHB9, PCDHB2, PCDHB5, REG3A, PLXNB2) и вовлеченных в сигнальные пути канцерогенеза (TP53, RB1, MMP1, MMP2, EGFR, RAF1). Важно отметить, что у всех больных ПРЛ с наличием иБКГ и ГМ обнаружены соматические мутации в генe-онкосупрессоре TP53. Таким образом, для больных ПРЛ с наличием иБКГ в эпителии бронхов в отдалении от первичного очага и ГМ характерен более выраженный мутаторный фенотип опухоли. Вероятно, данные результаты объясняют механизм ассоциации иБКГ с высоким риском ГМ у пациентов с НМРЛ.   Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект  #20-75-10060).

Литература

Bade BC, Dela Cruz CS. Lung Cancer 2020: Epidemiology, Etiology, and Prevention. Clin Chest Med. 2020 Mar;41(1):1-24. doi: 10.1016/j.ccm.2019.10.001.

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

Goldstraw P, Chansky K, Crowley J, Rami-Porta R, Asamura H, Eberhardt WE, Nicholson AG, Groome P, Mitchell A, Bolejack V; International Association for the Study of Lung Cancer Staging and Prognostic Factors Committee, Advisory Boards, and Participating Institutions; International Association for the Study of Lung Cancer Staging and Prognostic Factors Committee Advisory Boards and Participating Institutions. The IASLC Lung Cancer Staging Project: Proposals for Revision of the TNM Stage Groupings in the Forthcoming (Eighth) Edition of the TNM Classification for Lung Cancer. J Thorac Oncol. 2016 Jan;11(1):39-51. doi: 10.1016/j.jtho.2015.09.009.

Denisov EV, Schegoleva AA, Gervas PA, Ponomaryova AA, Tashireva LA, Boyarko VV, Bukreeva EB, Pankova OV, Perelmuter VM. Premalignant lesions of squamous cell carcinoma of the lung: The molecular make-up and factors affecting their progression. Lung Cancer. 2019 Sep;135:21-28. doi: 10.1016/j.lungcan.2019.07.001.

Пат. 2489718 РФ. МПК G01N 33/48. Способ прогнозирования возникновения гематогенных метастазов при плоскоклеточном раке легкого / О.В. Панкова, В.М. Перельмутер. Заявлено 22.06.2012; Опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22.

Опубликован
2020-12-16
Раздел
CRISPRussia2020