Генетические аспекты возникновения и особенности течения рака щитовидной железы

• ¹М ногие годы исследуются возможности прогнозирования течения и исхода рака щитовидной железы (РЩЖ) на основании изучения плоидности клеток и содержания ДНК. Анеуплоидия, наблюдаемая у пожилых больных, рассматривается как неблагоприятный признак. Ухудшение прогноза в случае анеу-плоидных опухолей отмечено рядом исследователей при папиллярном, фолликулярном и В-клеточном раках. Единым в формировании опухолей любого органа является нарушение механизмов нормальной клеточной пролиферации, что связано с изменениями в регуляторных процессах обычного клеточного цикла [1-3].

Для любой опухоли характерна повышенная экспрессия онкогенов семейства ras, извращение обычной функции генов-супрессоров роста опухоли. Однако, несмотря на то что данные изменения в целом являются аналогичными для любой опухоли, Ответственный автор — Коваленко Юрий Викторович.

Адрес: 410004, г. Саратов, ул. Чернышевского, 46, кв. 137.

Тел.: (845-2) 50-02-93, (845-2) 72-04-69, 8-927-124-16-16.

существуют некоторые характерные особенности, связанные с морфологическим типом опухоли, степенью ее дифференцировки, а также со средовыми условиями. В генезе тиреоидных неоплазий описано несколько мутаций, хотя ни одна из них по отдельности не способна вызывать злокачественное перерождение без сопутствующих совместно действующих мутаций [4, 5].

Работы последних лет позволили идентифицировать сигнальные пути, контролируемые большинством генов. Выяснилось, что многие из них регулируют активность одних и тех же путей на разных этапах передачи внутриклеточных сигналов. Оказалось также, что некоторые из таких сигнальных путей одновременно вовлечены в регуляцию нескольких важнейших физиологических процессов [6, 7].

Роль соматических мутаций при спорадическом РЩЖ как этиологических факторов канцерогенеза не доказана, но, по данным многих исследователей, они участвуют в его патогенезе, определяя клиническое течение и прогноз. Папиллярная форма, с по- зиции молекулярной биологии, представляет собой наиболее изученную неоплазию щитовидной железы (ЩЖ) в отношении взаимосвязи эпидемиологических факторов риска с имеющимся на молекулярном уровне дефектом [8, 9].

Одной из причин в развитии РЩЖ может являться мутация рецептора тиреотропного гормона (ТТГ). По последним данным, ТТГ модулирует действие митогенных факторов: ТТГ усиливает действие ИРФ-1, повышает экспрессию на тиреоцитах рецепторов к эпидермальному фактору роста, сенсибилизируя клетки к воздействию этих факторов роста. Под воздействием ТТГ отмечается усиление транскрипции ряда онкогенов: быстрый кратковременный подъем транскрипции с-myc, повышение концентрации м-РНК c-fos [10, 11].

При опухолях ЩЖ выявлена отрицательная корреляция степени дифференцировки опухоли и ее способности связывать ТТГ. С потерей дифференцировки опухоли снижается экспрессия не только рецептора ТТГ, но и тиреопероксидазы, а также транскрипция гена тиреоглобулина [12].

По результатам исследования Freeman в число генов, мутации которых важны в развитии РЩЖ, включены онкогены RET, ras и ген р53, активность которых меняется в опухолевой ткани. Эффекты этих нарушений, вероятно, различны для опухолей с разным уровнем дифференцировки [13].

Первый генетический дефект, развивающийся при папиллярном РЩЖ, — перестройка RET/PTC. Ген RET кодирует экспрессируемый в нейроэндокринных клетках рецептор тирозинкиназы для фактора роста, происходящего из глиальных клеток [14].

Существенной проблемой оценки роли любого полиморфизма RET является его неоднородность в отдельных популяциях. Как показывают результаты исследования Lesueur, на основании типирования гена RET выявили преобладание одного из типов при папиллярной карциноме ЩЖ во французской и итальянской выборках, тогда как другой гаплотип был информативен лишь во французской группе больных [11, 15].

К настоящему времени в папиллярном раке идентифицировано более 8 химерных RET/PTC генов, при этом в 80% случаев речь идет о RET/PTC-1 и RET/PTC-3. Перестановка RET/PTC специфична для папиллярного РЩЖ и встречается с частотой 30-65% при радиационно-индуцированном раке и 5-15% при спорадическом раке [16].

Папиллярные тиреоидные карциномы, экспрессирующие ген RЕТ, не проявляют агрессивного биологического поведения и имеют благоприятный прогноз. Недифференцированный злокачественный фенотип при карциномах ассоциирован с активацией RЕТ и H-ras или K-ras. Традиционно определение тактики лечения больных РЩЖ производится на основании морфологической характеристики онкопроцесса [17].

Описан целый ряд мутаций гена BRAF. Данный ген считается одним из ключевых факторов канцерогенеза многих неоплазий. Наиболее распространенный его молекулярный дефект выявляется при спорадическом папиллярном РЩЖ (39-69%) и, напротив, редкий при радиационно-индуцированном папиллярном РЩЖ [18].

Некоторым исключением из этого правила является папиллярный РЩЖ, возникающий в детском возрасте, поскольку мутации BRAF в этой ситуации встречаются исключительно редко. Как при радиационно-индуциро- ванном, так и при спорадическом папиллярном РЩЖ обнаруживаются перестановки RET/PTC. Это свидетельствует о том, что возраст является важным детерминантом в развития рака ЩЖ [19].

Одним из наиболее изученных генов в плане развития опухолей является ген р53. Считается, что мутации данного гена облегчают малигнизацию клеточных клонов за счет апоптоза. В работе Granja показана повышенная частота данного генного варианта при фолликулярных и папиллярных карциномах. Нормальные тиреоидные клетки при воздействии на них ионизирующей радиации, ультрафиолетового облучения и других неблагоприятных факторов отвечают увеличением экспрессии р53, и, таким образом, не происходит патологической клеточной пролиферации. Напротив, клетки, несущие мутантные р53, при воздействии определенных влияний, отвечают усиленным делением и способны к аккумуляции генетических дефектов, характерных для канцерогенеза. Мутации р53 чаще всего обнаруживаются на поздних стадиях рака ЩЖ, а сочетание их с активацией ras свидетельствует о повышенной агрессивности рака. Частота встречаемости мутаций р53 различна в разных географических зонах и может быть связана с наличием или отсутствием йодного дефицита. Так, в регионах с йодным дефицитом мутации р53 распространены в большей степени [17, 18, 20, 21].

Анализ мутаций в генах H-, K- и N-ras проводился Garcia-Rostan в образцах опухолей с различной гистологией и степенью анаплазии. Доказано, что в клетках ЩЖ только ras-мутаций недостаточно для раковой трансформации, они играют роль во взаимосвязи с ростовыми факторами, что подтверждается обнаружением их активности в нормальной тиреоидной ткани, окружающей опухоль. Частота мутаций ras-онкогенов вариабельна и не позволяет использовать их в прогностических целях, так как зависит от йодной обеспеченности, воздействия канцерогенов и облучения [22].

Ядерные белки c-myc представляют собой факторы, регулирующие транскрипцию генов. Нарушения структуры c-myc обнаруживаются при различных опухолях, в частности при РЩЖ. Однако, несмотря на доказанную прогностическую значимость экспрессии генов RET, BRAF и ряда других генетических маркеров, определение индивидуального прогноза заболевания при РЩЖ остается не до конца решенной проблемой, так как данные генетические маркеры определяются у части больных и лишь в некоторой степени определяют агрессивность опухоли (темпы роста, метастазы). В процессе канцерогенеза ткань начинает производить так называемые «маркеры опухолевой прогрессии» — протеолитические ферменты и их ингибиторы, многие из которых в настоящее время рассматриваются в качестве факторов прогноза опухолевой прогрессии [23, 24].

PAI-1 (ингибитор активатора плазминогена) играет существенную роль в эволюции опухолей и окружающих тканей, а точнее, в процессах ангиогенеза, когда в ходе деградации коллагена идет прорастание сосудов в межклеточном веществе, что определяет инфильтративный рост опухоли. Роль ингибитора активатора плазминогена состоит в прямом ингибировании плазминовой системы и в конечном счете усилении внутрисосудистого тромбообразования [25].

Типирование I/D полиморфизма гена АПФ было также проведено в большой группе больных раком молочной железы в рамках роттердамского исследования. Авторы показали достоверное повышение частоты развития рака молочной железы, наряду с худшими показателями безрецидивного течения заболевания у носителей генотипа D/D, где изучали сочетанные онкогенные эффекты генотипов АПФ и рецептора ангиотензина II. Аналогичные данные о возможной роли генотипа D/D АПФ как фактора онкологического риска представлены в отношении рака эндометрия, предраковой патологии полости рта [30, 31].

Матриксные металлопротеиназы (ММП) играют основную роль в гидролизе внеклеточного матрикса благодаря своей способности расщеплять его различные компоненты: коллагены всех типов, эластин, протеогликаны, ламинин, что может способствовать повышению местного клеточного иммунитета. С другой стороны, исследования последних лет позволили открыть новые функции ММП в опухолевой прогрессии: участие в выходе депонированных факторов роста, расщепление некоторых биоактивных молекул с образованием веществ с новыми биологическими свойствами, участие в канцерогенезе ряда опухолей, мощный ангиогенный эффект, участие в поддержании жизнеспособности опухолевых клеток [32].

Известно более 20 видов ММП, которые осуществляют различные этапы деградации коллагена, эластина и других белков внеклеточного матрикса. Среди них ключевую роль играет интерстициальная коллагеназа (ММП-1), которая осуществляет первичную деградацию молекул коллагена, после чего происходит их дальнейший распад под действием остальных

ММП. Экспрессия онкогенов, в частности семейства RAS, способна стимулировать ангиогенез и может приводить к увеличению продукции ряда матриксных металлопротеиназ (MMП-1 и др.), гены которых также регулируются и другими Ras-индуцируемыми транскрипционными факторами. Для гена ММР-1 известно 2 функциональных варианта c наличием 1G или 2G в позиции 1607. Промотор (регуляторный участок) ММР-1 в 2G-варианте имеет дополнительный пункт связывания фактора транскрипции Ets, тем самым определяя высокие уровни синтеза специфической мРНК и, очевидно, молекул проэнзима ММП-1. Показано, что гомозиготное состояние (2G/2G) связано с повышенным риском развития и диссеминацией доброкачественных и злокачественных новообразований. Так, генотип MMР-1 2G/2G связан с повышенной инвазивной способностью злокачественных клеток, а значит с повышенным риском рецидивов опухоли и ее метастазирования [33, 34].

Аналогичным образом можно ожидать повышенной инвазивности и от нормальных клеток, имеющих генотип 2G/2G или 1G/2G. Так, было выявлено 2-кратное повышение частоты аллеля 2G гена MMP-1 у больных с быстрым темпом роста опухоли по сравнению с медленно растущими формами. В дальнейшей деградации продуктов коллагенолиза участвуют другие ММП, в частности стромелизин-1 (ММР-3), который, кроме коллагена, способен расщеплять другие белковые субстраты. Ряд исследователей считают стромелизин-1 (ММП-3) естественным коканцерогенным фактором [35]. Этот энзим осуществляет вторичную деградацию коллагена после первичного воздействия ММП-1, и его ген имеет полиморфизм в позиции промотора-600 (5A/6A), причем 5A-аллель имеет большие уровни экспрессии, нежели аллель 6A, что ведет к более низкой активности стромелизина-1 и, соответственно, повышенному накоплению коллагена в ходе изменения структуры нормальных и опухолевых тканей. Экспрессия MMП-2 — ценный маркер раннего рецидива рака у пациентов с карциномой головы и шеи при отсутствии метастазов в лимфатических узлах [36-38].

ММП-7 — основная металлопротеиназа, продуцируемая клетками аденокарциномы пищевода, и ее экспрессия коррелирует с гистологической агрессивностью опухоли. Ее рекомендуют определять как прогностический маркер прогрессии пищеводной аденокарциномы Баретта. ММП-11 (стромелизин-3) в настоящее время считается маркером прогрессии опухоли ободочной кишки и рака молочной железы. Ее присутствие коррелирует с плохим прогнозом. Кроме определения металлопротеиназ в тканях опухолей, были предприняты попытки оценить прогностическую значимость уровня протеаз в биологических жидкостях у онкологических больных. Оказалось, что концентрации ММП-1, определяемые в моче у больных раком мочевого пузыря, коррелировали с более высокой стадией заболевания, с более низкой дифференцировкой опухолевых клеток, высокой вероятностью быстрого прогрессирования болезни и высоким уровнем смертности. В бронхиальных смывах наличие ММП-2 коррелирует с инвазивной опухолевой прогрессией и может служить индикатором плохого прогноза при различных легочных карциномах [39, 40].

Таким образом, перечисленные генные варианты играют существенную роль на различных этапах развития, прогрессии и метастазирования злокачественных новообразований многих органом, включая не- которые формы опухолей щитовидной железы. Хотя практическое применение этих знаний в настоящее время ограничено, но последующие исследования могут фокусироваться на этих или других маркерах потенциальной злокачественности индивидуальных опухолей.