Рак толстой кишки (РТК) остается одним из самых частых злокачественных новообразований в структуре как мужской, так и женской онкологической заболеваемости. Снижения абсолютного числа вновь выявленных случаев РТК, отмеченного за последние годы, удалось достичь благодаря скрининговым программам, позволяющим своевременно диагностировать и успешно излечивать предопухолевую патологию толстой кишки, особенно в группе больных старше 50 лет [1, 2]. Отрицательная динамика заболеваемости РТК регистрируется среди пациентов средней возрастной группы, для которой нет регламентированных скрининговых программ [1]. По данным американского статистического центра эпидемиологии у 15% больных РТК заболевание диагностируется в возрасте до 50 лет со средним значением манифестации заболевания 45,2 года [1]. По предварительным расчетам, учитывая существующие тенденции, показатель заболеваемости раком ободочной и прямой кишки к 2030 году вырастет на 90% и 124,2% соответственно для возрастной группы 20–34 года и на 46% – для лиц 35–49 лет [1, 3].
РТК с ранним возрастом манифестации заболевания (здесь и далее – молодой РТК, МРТК, early onset colorectal cancer, EOCRC) представляет собой гетерогенную группу злокачественных опухолей толстой кишки у пациентов с манифестацией заболевания в возрасте до 50 лет [1, 2]. На сегодняшний день нет единого консенсусного мнения относительно точной возрастной отметки, позволяющей разделить больных РТК на «молодых» и пациентов старшей возрастной группы [3]. Большинство авторов считают пограничным значением 50-летие больных, что обусловлено общепопуляционными скрининговыми наблюдениями, однако данная цифра продолжает варьировать в различных исследованиях [3].
Лишь незначительная часть МРТК обусловлена наследственной синдромальной патологией и/или может быть отнесена к так называемой семейной форме РТК, подавляющее же большинство случаев МРТК характеризуются отличительной молекулярной природой и остаются на сегодня предметом возрастающего числа научно-клинических исследований.
Цель исследования: представить современное состояние проблемы изучения молекулярно-генетических особенностей колоректального рака у больных молодого возраста.
Факторы риска развития МРТК. Канцерогенез РТК является многофакторным и многоступенчатым процессом, на каждом этапе которого возможна реализация как экзо-, так и эндогенных рисков, ассоциированных с РТК, однако ни один из таких факторов не является избирательно специфичным только для МРТК [4]. Табакокурение и употребление алкоголя, питание с высоким содержанием красного мяса и полуфабрикатов, малоактивный образ жизни являются универсальными признанными факторами риска развития РТК. Сахарный диабет повышает вероятность опухолей ободочной кишки на 38%, при этом каждое 5-е значение увеличения индекса массы тела ассоциировано с 13–18%-ным повышением риска развития РТК [4]. Хроническое воспаление наряду с гастроинтестинальным дисбиозом также являются триггерами онкогенеза в толстокишечном эпителии.
Отягощенный семейный анамнез остается одной из строгих детерминант, определяющих риск развития РТК. Так, наличие родственника первой степени родства (ПСР) с РТК повышает риск развития злокачественных новообразований (ЗНО) толстой кишки в 2–3 раза, двух пораженных родственников второй степени родства (ВСР) или одного родственника ПСР с РТК в возрасте до 50 лет ассоциировано с трехкратным и более увеличением риска РТК [5]. Наличие родственников с аденоматозными полипами также повышает эмпирический риск РТК. Возраст манифестации ЗНО в семье является другим прогностическим показателем. Так, постановка диагноза на девятом десятилетии жизни определяет 1,5-кратное повышение риска РТК для родственника ПСР, на пятом – 4-кратное и более повышение вероятности ЗНО толстой кишки [5].
Большинство больных МРТК, однако, характеризуются отсутствием семейного накопления ЗНО как в первом, так и во втором поколениях [4], что в целом является отличительной чертой МРТК. При исключении наследственной принадлежности и отягощенного анамнеза по хроническим воспалительным заболеваниям толстой кишки подавляющее число пациентов с МРТК могли бы быть отнесены в когорту больных с общепопуляционным риском ЗНО толстой кишки [4].
Негативный семейный анамнез в свою очередь не исключает наличия синдромальной патологии у пациентов с МРТК [4]. Так, только менее половины больных синдромом Линча удовлетворяют критериям «Амстердам», патологический MSH6- и PMS2-генотип характеризуется неполной пенетрантностью, а синдром семейного аденоматозного полипоза (реже – синдром Линча) ассоциирован с носительством значимых патогенных герминальных мутаций de-novo примерно в 15% случаев. По данным секвенирования герминального генома с применением таргетных панелей частота патогенных мутаций среди больных МРТК составляет 15–20%. По данным Chang et al., около 22% случаев РТК, диагностированного у больных моложе 40 лет, может быть обусловлено наследственной онкологической патологией [6]. В проспективном исследовании Pearlman et al. 16% больных МРТК (72/450) явились носителями патогенных мутаций, при этом в 10% случаев герминальные мутации выявлены в генах с высокой пенетрантностью (генах системы репарации неспаренных оснований, APC, MUTYH, BRCA1/2, CDKN2A и др.) и у 6% пациентов – в генах с промежуточным риском развития заболевания (ATM, PALB, CHEK2 и др.) [7]. При этом значительная часть пациентов в таких исследованиях не соответствовали как клинически, так и анамнестически диагностированному синдрому.
Несмотря на успехи современной молекулярной диагностики, ДНК-тестирование остается неинформативным у большинства пациентов с РТК в молодом возрасте. Расширение диагностической панели, особенно за счет генов-кандидатов со средней пенетрантностью, вероятно, позволит расширить наше представление о молекулярной природе МРТК.
Молекулярный патогенез МРТК. В канцерогенезе РТК задействованы три ведущих генетических механизма: хромосомная нестабильность (chromosomal instability (CIN)), микросателлитная нестабильность (microsatellite instability (MSI)) и CIMP-фенотип (CpG-island methylator phenotype) [8]. Патогенез МРТК в составе синдромальной патологии (синдрома Линча, САП и др.) является хорошо изученной парадигмой, в то время как определение драйверных этапов спорадического МРТК остается предметом научного поиска. В целом для «молодого» ненаследственного РТК характерны стабильный MSI-фенотип (80%) [4], низкий уровень метилирования и/или отсутствие CIMP, а также эуплоидия опухолевых клеток.
MSI-High-МРТК. Высокий показатель микросателлитной нестабильности диагностируется в 21% случаев МРТК, при этом практически у всех больных в дальнейшем подтверждается синдром Линча. Метилирование промотерной области гена MLH1 c наличием или отсутствием BRAF-мутаций у молодых пациентов с MSI-High является крайне редким событием (p=0,006 [4]). В двух крупных исследованиях данное сочетание было выявлено лишь однажды, при этом в одной работе возраст пациента составил 49 лет [9, 10]. Примерно в 50% случаев MSI-High-ассоциированного МРТК выявляется та или иная степень хромосомной нестабильности, что демонстрирует молекулярную гетерогенность MSI-High-РТК [9].
Микросателлитно-стабильный (MSS)-РТК и хромосомно-нестабильный пути канцерогенеза. CIN является ведущим патогенетическим путем в канцерогенезе МРТК и выявляется в 50–80% случаев [11]. Данные опухоли характеризуются стабильной системой репарации неспаренных нуклеотидов, хромосомными мутациями, приводящими к изменению их числа, а также хромосомными реаранжировками, амплификацией или потерей экспрессии онкогенов / генов – супрессоров опухолевого роста. Чаще всего в патологический процесс вовлекаются WNT- и MAPK-сигнальные пути, гены TP53, DCC, SMAD2/4 и др. [12].
Хромосомный дисбаланс в опухолях РТК с поздним возрастом начала болезни чаще всего ассоциирован с потерями хромосомных локусов, включающих гены SMAD4, DCC и APC [Bardhan]. МРТК в свою очередь отличается амплификацией участков, содержащих гены BMPR1A и AMP, а также утратой локусов с генами TJP2 и кодирующими FOX-транскрипционные факторы [13].
Активирующие мутации в гене KRAS определяются в 35–40% случаев РТК и являются предикторами резистентности к анти-EGFR-таргетной терапии. Частота KRAS-патологического генотипа в группах «молодого» РТК и РТК, диагностированного после 50 лет, варьирует в различных исследованиях и зависит от выборки больных, локализации опухоли, стадии процесса [14, 15].
Соматическая мутация V600E в гене BRAF встречается в 4 раза чаще у больных с MSS-МРТК по сравнению с «поздним» MSS-РТК (12% vs 3%, p<0,01) [16].
Полноэкзомный сиквенс образцов опухолей МРТК (до 45 лет) и РТК у больных в возрасте старше 65 лет не показал достоверных различий в спектре генов с высокой частотой мутаций. Для обеих когорт частота соматических мутаций в генах APC достигла значения 81,8%, ТР53 – 74,6%, KRAS – 46,4%, ARID1A – 19,4%, PIK3CA – 13,4%, FBXW7 – 11,2%, SMAD4 – 10,1%, ATM – 6,3%, NRAS – 4,9%, BRAF – 4,6% [3], в то время как соматический статус генов, ответственных за наследственный канцерогенез РТК, отличался и характеризовался преобладанием мутаций у пациентов с МРТК – в генах MSH6 (4,8% vs 1,2%, p=0,005), MSH2 (2,7% vs 0,0%, p=0,004), POLE (1,6% vs 0,0%, p=0,008), NF1 (5,9% vs 0.5%, p<0,001), SMAD4 (14.3% vs 8,3%, p=0,024), PTEN (4,3% vs 1,4%, p=0,03), TSC1 (1,1% vs 0,0%, p=0,031), TSC2 (1,6% vs 0,2%, p=0,048) [3]. В данном исследовании также была оценена мутационная нагрузка в образцах опухолевой ткани. Высокий уровень мутаций (TMB-High>17 мутаций/Mb) наблюдался чаще у пациентов с МРТК (9,7% vs 2,8%, p<0,001) [3].
Экспрессионный паттерн генов в опухолевых образцах РТК также изменяется в зависимости от возраста манифестации заболевания: EGF, VEGF и классический WNT-пути гиперэкспрессированы среди молодых больных в отличие от поздних форм РТК, что определяет потенциальную эффективность применения анти-EGFR- и анти-VEGF-моноклональных антител у пациентов с МРТК [17].
Микросателлитно- и хромосомно-стабильный МРТК. До 63% случаев MSS-МРТК характеризуются отсутствием хромосомной нестабильности [10]. CIN и MSI-негативные опухоли (СMN-РТК) представляют собой самостоятельный кластер опухолей толстой кишки с молекулярно-генетическими изменениями, определяющими биологическое поведение и фенотипические характеристики опухоли, в большинстве случаев они локализуются в прямой кишке, встречаются у больных с отягощенным семейным анамнезом и диагностируются на поздней стадии процесса. СMN-РТК достоверно чаще определяется среди больных молодого возраста (63,6% vs 12,5%, p=0,005) и ответственен за примерно 50% случаев рака прямой кишки в возрасте до 50 лет [18, 19].
Несмотря на наличие диплоидного кариотипа, признаки хромосомной нестабильности удается выявлять в ряде опухолей СMN-РТК. Однако в данном случае CIN является либо крайне редким, либо крайне поздним патогенетическим событием. Одним из отличительных признаков СMN-РТК от CIN-ассоциированного РТК является подавление апоптотической активности в СMN-опухолях за счет теломераз-независимого удлинения теломер, в то время как в опухолях с хромосомной нестабильностью образование более коротких теломер происходит с помощью реактивации теломеразы (р=0,0066) [19].
Гипометилирование в опухолях МРТК. Гипометилирование является частым и ранним эпигенетическим событием в колоректальном канцерогенезе, затрагивает повторяющиеся геномные фрагменты в опухоли и может быть диагностировано с помощью оценки статуса метилирования LINE1 (Long Interspered Nuclear Element-1) [20, 21]. На экспериментальных моделях показано, что подавление экспрессии DNMT1 индуцирует глобальное ДНК-гипометилирование, потерю гетерозиготности в APC-содержащем локусе и приводит к инициации роста аденом в эпителии [21].
Высокий уровень гипометилирования является одной из характерных черт МРТК (<0,0001) и встречается гораздо чаще у молодых больных опухолями толстой кишки [9]. Независимо от возраста пациенты с гипометилированными опухолями могут отмечать отягощенный семейный анамнез, характеризуются поражением дистальных отделов толстой кишки (p=0,03) и превалированием стабильного показателя MSI (p=0,004) [22, 23]. Более высокий показатель гипометилирования диагностируется в опухолях с отсутствием хромосомной и микросателлитной нестабильности по сравнению с CIN-РТК (р=0,004) [22]. Являясь альтернативным патогенетическим путем, гипометилирование эволюционирует в CIN на поздних этапах канцерогенеза. В MSI-High-опухолях с диплоидным кариотипом также описаны случаи гипометилирования, что, однако, встречается достаточно редко.
Клиническое течение и прогноз МРТК. Если ранее полагалось, что МРТК характеризуется негативным прогнозом, то исследования последних лет показывают вариабельность клинических исходов у пациентов с РТК в молодом возрасте. Так, в работе Watson et al. показатель общей выживаемости (ОВ) у больных МРТК с III и IV стадиями заболевания был достоверно лучше по сравнению с РТК у больных с манифестацией заболевания после 50 лет (34 vs 28 месяцев, р=0,0145, и 30 vs 11 месяцев, p<0,0001 соответственно) [14]. По данным другого исследования, представавшего данные 5-летней ОВ для больных со II и IV стадиями, пациенты с МРТК также характеризовались лучшими отдаленными результатами лечения [24]. Представленная прогностическая значимость возраста манифестации РТК может быть обусловлена коморбидным фоном у больных старшей возрастной группы, ограничивающим лечебные подходы, в том числе хирургическое пособие, применение различных химиотерапевтических режимов и т.д. Пациенты с МРТК, перенесшие только оперативное лечение, демонстрируют лучший показатель 5-летней РТК-ассоциированной выживаемости независимо от стадии заболевания, а также более низкие значения хирургической смертности (0,7 vs 5,0%, p=0,026) [25]. «Молодые» больные обладают бóльшими ресурсами для переносимости агрессивных химиотерапевтических режимов, а по данным ряда исследований характеризуются повышенной терапевтической чувствительностью, что является другим возможным объяснением лучшей ОВ больных IV стадией МРТК [25]. Высокая частота синдрома Линча среди пациентов молодого возраста (15–20%) также значительно улучшает статистические показатели в данной группе больных.
MSI-High-МРТК. Неметастический MSI-High-РТК относится к группе благоприятного клинического прогноза, при этом, чем позже диагностировано заболевание, тем менее выражен данный положительный эффект. Внутри МРТК-группы пациенты с опухолями с высоким значением микросателлитной нестабильности характеризуются лучшей ОВ (p=0,045) и более частым диагностированием заболевания на ранних стадиях, нежели больные с MSS (51,9 vs 29,7%, p=0,03) [16].
CIN-МРТК. Патологический KRAS-генотип опухоли у пациентов с CIN-ассоциированным МРТК обусловливает худший прогноз по сравнению с носителями «дикого типа» данного гена. Большинство KRAS-позитивных опухолей у больных молодого возраста встречаются в дистальных отделах толстой кишки (62%) и диагностируются на III и IV стадиях (26% и 63% соответственно).
Другим негативным прогностическим маркером для MSS-МРТК являются соматические активирующие мутации в гене BRAF, приводящие к конституциональной активации RAF-киназы и агрессивному клиническому течению [16]. До 100% случаев РТК с BRAF-мутациями определяются на III и IV стадиях заболевания, что обусловливает худшие показатели выживаемости [16]. Так, 5-летняя РТК-специфичная выживаемость (disease-specific survival, DSS) для пациентов с mutBRAF-МРТК составляет только 16% [16].
CIN-, MSI-негативный МРТК. Независимо от возраста манифестации заболевания высокий метастатический потенциал опухолей данной группы определяет раннее распространение процесса за пределы толстой кишки и неблагоприятный клинический прогноз (HR=2,44, p=0,0004) [26]. Показатели выживаемости уступают таковым в группах больных и с наличием хромосомной и микросателлитной нестабильности (p=0,0013), что особенно прослеживается у пациентов с МРТК [26].
СMN-РТК является менее иммуногенным по сравнению с CIN- и/или MSI-ассоциированными опухолями (p<0,0001) [26]. Стабильный геном СMN-РТК приводит к сниженной лимфоцитарной инфильтрации как самой опухоли, так и ее микроокружения с подавлением экспрессии INFγ и IL18. Отсутствие или сниженная продукция поверхностных антигенов позволяют СMN-РТК избегать иммунного ответа.
МРТК с гипометилированием. Гипометилирование при РТК является облигатным негативным прогностическим маркером для опухолей проксимальной локализации. Низкий показатель метилирования коррелирует с поздней стадией на момент постановки диагноза (р=0,0001) и 5-летней общей выживаемостью 48% (р=0,02) [23]. Механизм, лежащий в основе данного негативного влияния, до конца остается неясным. Гипометилирование генома приводит к повышению экспрессии транскрипционных протоонкогенов (MET и др.), хромосомной нестабильности, активации транспозонов, индукции оксидативного стресса, что по отдельности и в совокупности определяет агрессивное поведение опухоли и негативный прогноз [27]. Кроме того, опухоли с низким уровнем метилирования, так же как и СMN-РТК, обладают сниженной иммуногенностью и характеризуются низким числом опухоль-инфильтрирующих Т-лимфоцитов [28].
Выводы
Отмечается стабильное увеличение заболеваемости РТК в молодом возрасте с прогнозом возрастания данного показателя до 142% к 2030 г.
На сегодняшний день не выделено единого фактора риска, обусловливающего данную динамику заболеваемости среди лиц молодого возраста.
Несмотря на позднюю стадию заболевания на момент постановки диагноза и агрессивное клиническое течение, пациентов с МРТК отличают лучшие показатели отдаленных результатов лечения в сравнении с больными РТК старшей возрастной группы.
При подозрении на синдром Линча обязательным диагностическим исследованием является оценка статуса микросателлитной нестабильности с последующим исследованием генов системы MMR. В случае клинического и анамнестического указания на другую наследственную патологию ДНК-генотипирование следует выполнять на первом диагностическом этапе.
В 15–20% случаев природа МРТК обусловлена микросателлитной нестабильностью, в подавляющем большинстве случаев – хромосомной нестабильностью.
Гипометилирование является важным независимым фактором негативного прогноза в группе пациентов с МРТК и представляет собой новый возможный механизм канцерогенеза злокачественных новообразований у больных молодого возраста.
Библиографическая ссылка
Семьянихина А.В., Поспехова Н.И. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАКА ТОЛСТОЙ КИШКИ У БОЛЬНЫХ МОЛОДОГО ВОЗРАСТА // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28415 (дата обращения: 14.12.2024).