Рак желудка: современные молекулярно-генетические данные (обзор литературы)

В последние годы всё большее внимание уделяется генетическим факторам, которые не только определяют индивидуальный риск развития РЖ, но и необходимы для понимания процессов канцерогенеза в целом. Нельзя не отметить недавний аналитический обзор с учетом мнения морфологов, клиницистов и генетиков, в котором представлены данные, посвященные этой проблеме, включающие и экзогенные факторы РЖ, такие как, например, хеликобактерная инфекция [5].

Доказательством генетической предрасположенности к РЖ служат результаты, полученные в исследованиях «случай – контроль» и в когортных исследованиях лиц с РЖ, показавшие увеличение риска РЖ у родственников первой степени родства в 2–3 раза [14, 21, 31]. Наблюдается связь между РЖ и опухолями других локализаций (колоректальный рак и опухоли ЦНС), что говорит о плейотропных эффектах генов. Было также показано, что риск развития РЖ у родственников зависит и от морфологического типа опухоли [31]. Так, у родственников пациентов с интестинальной формой риск развития РЖ повышается в 1,4 раза, а с диффузной формой – в 7 раз. Это свидетельствует о большем значении наследственной предрасположенности для развития диффузной формы РЖ. Некоторые случаи РЖ были найдены в ассоциации с наличием колоректального рака в семье [43].

Метаанализ эпидемиологических исследований и модели на животных показали, что оба типа РЖ одинаково ассоциированы с H. pylori инфекцией. Однако H. pylori инфекция может играть роль только на начальных этапах канцерогенеза. Различия в штаммах H. pylori , возрасте пациентов, экзогенных и эндогенных канцерогенах, а также генетические факторы, такие как полиморфизм ДНК и генетическая нестабильность, могут быть вовлечены в два различных генетических механизма для развития РЖ [38].

Геномная нестабильность

Два фенотипа для геномной нестабильности являются общепринятыми при РЖ: фенотип, ассоциированный с микросателлитной нестабильностью (МН), и фенотип, связанный с хромосомной нестабильностью (ХН). Эти фенотипы не являются независимыми и в некоторых случаях могут накладываться друг на друга [18].

Микросателлитная нестабильность (МН) (MSI)

Эпигенетическая нестабильность

Эпигенетической составляющей генома является метилирование ДНК. Это процесс модификации молекулы ДНК без изменения нуклеотидной последовательности, заключающийся в присоединении метильной группы к цитозину в составе CpG-динуклеотида в позиции С5 цитозинового кольца. Метилирование вовлечено в такие фундаментальные процессы жизнедеятельности клетки, как регуляция экспрессии генов и поддержание стабильности генома. Нарушения метилирования CpG островков в промоторном регионе в основном встречаются при опухолевом процессе, что влечет за собой инактивацию генов-супрессоров опухолей и может влиять на важные моменты регуляции клеточного цикла и пролиферации [41]. Метилирование CpG островков может считаться третьим молекулярным фенотипом РЖ, и гены, имеющие отношение к развитию опухоли, такие как APC, CDH1, MHL1, CDKN2A, CDKN2B и RUNX3, часто подвергаются метилированию. Также сообщалось о том, что чаще причиной инактивации генов CDKN2A, CDH1 и MLH1 является именно метилирование промотора, а не мутации [41]. Метилирование целого ряда генов имеет отношение к прогнозу при РЖ. Метилирование генов-супрессоров опухолей CDH1, DKK3, PTEN, MGMT, а также предполагаемых генов-супрессоров опухолей TFPI2 и CACNA2D3 и других генов, имеющих отношение к опухолям, таким как PCDH10 [45] и SOX2 [29], ассоциировано с низкой продолжительностью выживания. Комбинация нескольких маркеров метилирования (APC и CDH1) позволила выделить подгруппу пациентов с неудовлетворительным прогнозом [25]. Однако в некоторых случаях метилирование единичных генов АРС, М1 региона MAL промотора и циклооксигеназы-2 (COX2) ассоциировано с длительной выживаемостью [10].

Гены, вовлеченные в молекулярные механизмы канцерогенеза

Генетические и геномные изменения, происходящие в генах и молекулах, участвующих в процессах пролиферации, инвазии и метастазирования (ростовые факторы и их рецепторы, сигнальные трансдукторы, регуляторы клеточного цикла и апоптоза, молекулы клеточной адгезии, гены репарации ДНК и матриксные металлопротеиназы), могут оказывать влияние на прогноз у пациентов с РЖ [5].

Тирозинкиназы

Амплификация некоторых тирозинкиназ (c-met, K-sam и HER2/neu) ассоциирована с прогрессированием РЖ у человека. Амплификация онкогена c-met , кодирующего для гепатоцитов рецептор фактора роста, наблюдается преимущественно при диффузном типе РЖ и коррелирует со стадией заболевания и прогнозом [40]. K-sam – онкоген, относящийся к семейству рецепторов фактора роста фибробластов, который также чаще активирован при диффузном типе РЖ [38]. Повышенная экспрессия белка K-sam встречается приблизительно в 32 % РЖ диффузного типа, и прогноз у K-sam-позитивных пациентов хуже, чем у K-sam-негативных пациентов [39]. Протеин HER2 (HER2/neu или ErbB-2) гомологичен рецептору эпидермального фактора роста и является гликопротеином с киназной активностью. Установлено, что повышенная экспрессия c-ЕrbB2 селективно обнаруживается при интестинальных опухолях и может служить прогностическим показателем для инвазивных характеристик опухоли и метастазирования в лимфатические узлы [46].

RUNX3

RUNX3 – это ген, кодирующий белок, относящийся к семейству транскрипционных факторов, содержащих Runt-домен. При РЖ часто наблюдается потеря экспрессии этого гена, в основном из-за гемизиготной делеции (при анэуплоидиях) или гиперметилирования. Этот ген экспрессирован только у 45–50 % пациентов с РЖ, позитивно регулирует экспрессию BIM и p21 и негативно – сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), что сказывается на апоптозе, задержке роста клеток и ангиогенезе. Потеря или существенное снижение экспрессии RUNX3 протеина при РЖ значимо ассоциировано с низкой выживаемостью [16].

FHIT

FHIT – ген, относящийся к семейству генов триады гистидина, кодирующий диаденозин 5',5’’’-P1,P3-трифосфатгидролазу. Причинами инактивации этого гена в некоторых опухолях, включая РЖ, главным образом, являются делеция или метилирование. Отсутствие FHIT протеина коррелирует со стадией опухоли и низкой выживаемостью [47].

VEGF

VEGF (vascular endothelial growth factor – сосудистый эндотелиальный фактор роста) является проангиогенетическим фактором и часто гипе-рэкспрессирован в опухолях. Мутации в гене p53 , который в физиологических условиях осуществляет низкоуровневую регуляцию VEGF, могут быть ответственными за его гиперэкспрессию [33]. Пациенты с VEGF-положительными опухолями имеют неблагоприятный прогноз по сравнению с больными с VEGF-негативными опухолями [42].

HIF-1α

HIF-1α является транскрипционным фактором, который играет важную роль в клеточном и системном гомеостатическом ответе на гипоксию. При РЖ нарушение его регуляции (высокий HIF-1α mRNA или уровень белка) позитивно коррелирует с экспрессией таких белков, как VEGF и p53 [35].

COX-2

COX-2 является ключевым ферментом, участвующим в образовании простагландинов из арахидоновой кислоты, а также вовлеченным в процесс канцерогенеза. В ткани опухоли простагландины усиливают пролиферативную активность, способствуют ангиогенезу и метастазированию. Таким образом, COX-2 играет роль в развитии интестинальной формы РЖ, и его гиперэкспрессия ассоциирована с метастазами в лимфатические узлы, инвазивными характеристиками опухоли, уровнем дифференцировки и негативным прогнозом [35]. Выявлено двукратное увеличение прогрессирования РЖ при наличии гомозиготного генотипа 1195AA гена COX-2 в сравнении с гетерозиготным генотипом или гомозиготным по G аллелю, а у носителей АА генотипа экспрессия COX-2 выше, чем у носителей GG генотипа: при этом гомогенаты ткани, инфицированные H. pylori могут стимули- ровать активность COX-2 промотора в большей степени и особенно в присутствии А аллеля [26]. Преобладающая экспрессия COX-2 в высоко- и умеренно дифференцированных карциномах интестинального типа, а также в предшествующих раку изменениях, таких как дисплазия эпителия и кишечная метаплазия, была продемонстрирована и в другом исследовании [23]. Кроме того, показана корреляция между COX-2 экспрессией и VEGF, что говорит об усилении процессов ангиогенеза в этой группе опухолей.

p53

BCL2

Для реализации своих функций р53 нуждается в генах семейства BCL, белковые продукты которых оказывают порой диаметрально противоположное действие на апоптоз и пролиферацию. Ген BCL2

выполняет уникальную среди онкогенов функцию негативного регулятора апоптоза. Подавление апоптоза осуществляется через блокаду кальциевых каналов клеточных мембран, что, в свою очередь, усиливает пролиферацию и способствует дифференцировке клеток. Белок BCL2 экспрессируется целым рядом гемопоэтических клеток, а также определяется в малигнизированном и не связанном с опухолью эпителии. Потеря гетерозиготности в локусе гена BCL2 часто встречается при РЖ. Пациенты с Bcl-2+ опухолями показывают лучшую 5-летнюю выживаемость по сравнению с Bcl-2- [24].

BAX

Ген BAX кодирует белок, принадлежащий к BCL семейству, который, наоборот, синергически взаимодействуют с р53, подавляя пролиферацию и усиливая апоптоз. Негативная экспрессия белка BAX связана с нарушениями дифференцировки клеток, метастазированием в лимфатические узлы и более короткой выживаемостью при РЖ [6]. Таким образом, баланс между белковыми продуктами этих генов ( р53 , BCL2 , BAX ) определяет равновесие между пролиферацией и апоптозом.

c-myc

Ген c-myc кодирует многофункциональный ядерный фосфопротеин, играющий роль в регуляции клеточного цикла, апоптозе и клеточной трансформации. Его функция заключается в регуляции транскрипции специфических генов-мишеней. Показано значительное повышение экспрессии белка c-myc при РЖ, особенно в случае высокодифференцированных карцином [32].

Циклин Е

Ген циклина Е амплифицируется в 15–20 % РЖ. Его гиперэкспрессия коррелирует с инвазивными и пролиферативными характеристиками опухоли и может быть маркером её агрессивности. Однако недавнее исследование показало отсутствие различия в выживаемости у пациентов с циклин E-позитивными и циклин Е-негативными опухолями [20].

Е-кадгерин

Е-кадгерин (увоморулин) принадлежит к семейству трансмембранных кальций-зависимых гликопротеинов, обеспечивающих адгезивные межклеточные контакты эпителиальных клеток. Ген, кодирующий Е-кадгерин, CDH1, был одним среди первых, относящихся к генам-супрессорам инвазии. Мутации гена CDH1 со снижением экспрессии белка Е-кадгерина дестабилизируют связи между клетками, являются одним из основных механизмов инвазии и приводят к так называемому рассыпному диффузному типу роста опухоли при РЖ. Около 25–40 % наследственных диффузных форм РЖ являются результатом потери гетерозиготности по гену Е-кадгерина [8]. Еще в 1998 г. было продемонстрировано, что ген, кодирующий молекулу Е-кадгерина (CDH1), является ответственным за высокую распространенность диффузного РЖ во многих поколениях большой семьи маори из Новой Зеландии [15]. Выделение наследственного диффузного РЖ, ассоциированного с CDH1, привело к организации группы ученых, объединившей разных специалистов в Международный консорциум (International Gastric Cancer Linkage Consortium – IGCLC) по разработке критериев наследственного РЖ.

Таким образом, РЖ относится к группе гетерогенных заболеваний, в основе которых находится комплекс генетических нарушений, определяющих свойство неконтролируемого роста и способность к метастазированию. Достижения в молекулярной биологии последних десятилетий оказали огромное влияние на понимание природы инициализации и прогрессирования злокачественных образований. Влияние конкретных генетических нарушений, лежащих в основе опухолевого роста, позволяет обнаруживать специфические молекулярные маркеры и разрабатывать на их основе тесты ранней диагностики опухолей, что особенно актуально для семей с высоким риском развития рака. Изучение генетических дефектов может быть важным для лучшего понимания связи генотипа и фенотипа среди больных в семьях с РЖ. Дальнейшее изучение этой проблемы пополнит знания об особенностях мутационного процесса в разных популяциях, структурно-функциональных особенностях генов и будет способствовать практической диагностике наследственной предрасположенности к РЖ.