Nasledstvennyy rak zheludka: molekulyarno-geneticheskie i klinicheskie aspekty

Full Text

Эпидемиологические данные Рак желудка (РЖ) по-прежнему остается одной из самых важных проблем онкологии в России. До недавнего времени РЖ занимал 2-е место в мире. В настоящее время заболеваемость РЖ [1] (934 000 в 2002 г.) занимает 4-е место после рака легкого, молочной железы и колоректального рака. Однако смертность от РЖ остается на 2-м месте - 700 000 в год [1]. Странами с высокой заболеваемостью являются Корея, Япония, Китай (42% всех случаев в мире, каждые 2-3 мин 1 житель Китая умирает от рака желудка) [2], Чили, Португалия. Низкая заболеваемость РЖ в Америке (в 2004 г. ожидалось 22 710 новых случаев РЖ), Австралии и других развитых странах. В России, по сводной статистике, в 2002 г. зарегистрировано 46 275 заболевших [3]. Учитывая, что около 5% случаев РЖ являются генетически детерминированными, можно предположить, что около 2300 заболеваний и 1300 смертей (на 1-м году после установления диагноза) могут быть обусловлены наследственными факторами. Несмотря на то что основная доля РЖ носит спорадический характер, обусловленный множественными факторами риска (такими, например, как диета и H. pylori), около 5-10% пациентов, страдающих РЖ, имеют онкологический отягощенный семейный анамнез, что в свою очередь подразумевает генетическую предрасположенность к развитию различных (аденокарцинома, перстневидно-клеточный рак) форм РЖ. Классическим историческим примером наследственного диффузного РЖ является семья Наполеона Бонапарта, умершего в 1821 г. во время его 6-летней ссылки на остров Святой Елены. Вскрытие показало, что Наполеон умер от перфорации злокачественной опухоли желудка [4]. Умирая, 52-летний Наполеон бормотал: "Pylorus…My father’s pylorus" [5]. Отец императора умер от РЖ, подтвержденного вскрытием, в возрасте 39 лет. Предположительно, дед (в 40-летнем возрасте), брат и три сестры (в возрасте от 43 до 65 лет) также умерли от РЖ (рис. 1). Критериями для постановки генетического диагноза служит накопление злокачественных новообразований, в том числе и РЖ, в нескольких поколениях семьи и ранний возраст манифестации болезни. Изучение генетической детерминации РЖ с использованием сегрегационного анализа доказало аутосомно-доминантный тип наследования РЖ. Последующие исследования с применением молекулярно-генетических технологий позволили выявить герминальные наследуемые мутации в гене Е-кадгерин/CDH1 в трех семьях с несколькими случаями РЖ диффузного типа, диагностированного в молодом возрасте. Идентификация этого нового CDH1-ассоциированного наследственного диффузного РЖ (НДРЖ) привела в 1999 г. к организации группы ученых, объединивших клинических генетиков, гастроэнтерологов, хирургов, онкологов, патоморфологов и молекулярных биологов в Международный консорциум (International Gastric Cancer Linkage Consortium - IGCLC) по разработке критериев наследственного РЖ, изучению спектра и частоты молекулярной патологии и клинического патогенеза, а также рекомендаций по генетическому тестированию и медико-генетическому консультированию. IGCLC определяет диффузный РЖ наследственным, если: а) у родственников первой или второй степени родства имеется два случая и более морфологически доказанного диффузного рака, при этом по крайней мере в одном случае диагноз установлен в возрасте до 50 лет; б) у родственников первой или второй степени родства три случая и более доказанного диффузного РЖ в любом возрасте. Некоторые трудности в понимании проблемы обусловлены тем фактом, что в западной литературе часто используется классификация Lauren, согласно которой существует два основных морфологических типа РЖ - кишечный и диффузный. Кишечный тип рака состоит из клеток, которые в разной степени формируют железы. Четко формируемые железы определяются как высокодифференцированная аденокарцинома, плохо формируемые железы как низкодифференцированная аденокарцинома. Промежуточный вариант определяется морфологами как умереннодифференцированная аденокарцинома. Диффузный тип рака представлен клетками, которые, как правило, не связаны межклеточными контактами, обнаруживаются в толще стенки желудка часто на большом протяжении, окружены соединительно-тканной стромой и не образуют железистых структур. Макроскопически опухоли часто представлены инфильтративно утолщенной и ригидной (лучше выявляемой рентгенологическим методом, чем эндоскопическим) стенкой желудка. Латинское название инфильтративного рака - linitis plastica. При окраске гематоксилином и эозином опухолевые клетки содержат пустые вакуоли с оттеснением ядра на периферию клетки (вид перстня - отсюда перстневидно-клеточный рак). Более 90% случаев РЖ являются аденокарциномами. Небольшая часть опухолей представлена смешанным характером роста. Несмотря на то что классификация Lauren была предложена 40 лет назад, она оказалась вполне действенной, поскольку было показано, что молекулярно-генетические факторы, лежащие в основе канцерогенеза РЖ кишечного и диффузного типа, различны. Так, эпидемиологические исследования показали, что аденокарцинома является превалирующей патологией в общей популяции и канцерогенез ассоциирован с такими факторами, как диета, богатая соленой и копченой пищей, употреблением алкоголя и курением. Инфекция H. pylory может играть роль как при интестинальном (аденокарцинома), так и при диффузном (перстневидно-клеточный) раке. Средний возраст больных интестинальным раком более 55 лет, средний возраст заболевших диффузным раком 38 лет (14-69 лет). Если в общей популяции (интестинальный рак) отмечается преобладание мужчин (в Корее и Японии более чем в 2 раза - 70 и 69 на 100 000 населения у мужчин и 26 и 29 на 100 000 населения у женщин), то при диффузном раке женщины болеют чаще. Спорадические случаи РЖ чаще возникают на фоне длительно текущего хронического атрофического гастрита, который в свою очередь может приводить к различным видам дисплазии и кишечной метаплазии эпителия. Кишечная метаплазия с большей долей вероятности может привести к развитию РЖ, чем просто атрофический гастрит. Такая цепь последовательных событий, происходящих на протяжении нескольких десятилетий, выглядит вполне логичной и принята за модель спорадического РЖ кишечного типа. Тем не менее остается не совсем ясным, почему РЖ развивается не у всех больных хроническим гастритом, а только у 9% на протяжении длительного срока [7]. В случае диффузного РЖ одним из ведущих событий в канцерогенезе считается мутация Е-кадгерина (CDH1, E-cadherin), что приводит к потере контактов между злокачественно трансформированными клетками в слизистой оболочке желудка и быстрому диффузному их распространению в подслизистом слое. Не ясно, что приводит к соматическим мутациям в опухоли при спорадическом РЖ, однако герминогенная потеря CDH1 в одном из аллелей может считаться одним из начальных этапов злокачественной трансформации при наследственном РЖ. Диффузный РЖ часто развивается на фоне неизмененной слизистой оболочки желудка, и, предположительно, опухолевые клетки возникают из глубоких слоев желудочных желез. Клинические наблюдения показывают, что диффузный РЖ ассоциирован с худшим прогнозом, что может быть связано, с одной стороны, c более злокачественным потенциалом опухолевых клеток и ранним метастазированием, а с другой стороны, c более поздней диагностикой у пациентов молодого возраста. В то же время есть и исключения из правил: аденокарцинома встречается и в молодом возрасте, а диффузный рак - у лиц пожилого возраста. Наконец, значительный интерес представляют опухоли смешанного строения. На практике заключительный диагноз морфолога основывается на превалировании опухоли того или иного строения в гистологическом срезе. Молекулярно-генетические аспекты Интенсивный поиск генетической предрасположенности к РЖ привел к тому, что в 1998 г. в трех семьях коренного населения маори из Новой Зеландии c диффузным РЖ была выявлена герминогенная мутация гена Е-кадгерина. В последующем герминогенные мутации были обнаружены у больных диффузным РЖ европейского, афро-американского происхождения, у японцев, корейцев, пакистанцев [8]. Ген Е-кадгерина локализуется на хромосоме 16q22.1. Продуктом гена является белок с мол. массой 120 кDa, трансмембранный гликопротеин, который участвует в межклеточных контактах. Ген CDH1 состоит из 16 экзонов и 15 интронов, кодирующих белок Е-кадгерин [2]. Молекула белка состоит из 27 аминокислотных остатков сигнального белка (экзон 1-2), 154 аминокислотных остатков белка-предшественника (экзон 2-4) и 728 аминокислотных остатков собственно белка Е-кадгерина. Последний состоит из трех основных доменов, пяти внеклеточных повторов (экзон 4-13), трансмембранного фрагмента (экзон 13-14) и цитоплазматического фрагмента (экзон 14-16) 8. Цитоплазматический домен связан с цитоскелетом посредством белков-катенинов, образуя кадгерин-катениновый комплекс. Молекула катенина состоит из субъединиц α (102 Kda), β (88 Kda), γ (80 Kda). В свою очередь катенины связывают Е-кадгерин с другими мембранными протеинами, в частности Na-K-АТФазой. Весь этот комплекс участвует в сложной взаимосвязи передачи сигналов в клетку, внутриклеточной интеграции, дифференцировке, процессах воспаления, эпителиальном морфогенезе. Герминогенные мутации Е-кадгерина при НДРЖ распределены по всему гену, в то время как при спорадическом раке мутации затрагивают экзоны 7-9. НДРЖ является аутосомнодоминантным заболеванием с пенетрантностью 75% (рис. 2). Кроме того, женщины-носители мутации имеют 40% риск заболеть дольковым раком молочной железы. Таким образом, ежегодная маммография либо магнитно-резонансная томография должна включаться в скрининг женщин-носителей мутации Е-кадгерина. A.Brooks-Wilson и соавт. [9] изучали герминогенные мутации Е-кадгерина в 42 семьях с наследственным РЖ: 18 семей из Канады, 5 из США и 20 из Великобритании, североевропейского, испанского, французско-канадского происхождения и островной североамериканской народности хайда. Критериями для тестирования на включение в исследование и анализ на Е-кадгерин являлись: 1) два документированных случая или более диффузного РЖ первой степени родства по крайней мере c одним случаем моложе 50 лет - 15 семей; 2) два случая или более РЖ, при этом по крайней мере с одним диффузным РЖ моложе 50 лет - 10 семей; 3) три случая или более диффузного РЖ первой степени родства, диагностированных в любом возрасте - 1 семья; 4) три случая и более РЖ, диагностированного в любом возрасте с одним по крайне мере диффузным раком - 3 семьи; 5) изолированный случай диффузного РЖ моложе 45 лет - 9 семей; 6) один случай в семье диффузного РЖ и один долькового рака молочной железы - 3; 7) один случай в семье диффузного РЖ и случай перстневидного рака толстой кишки (крайне редкий вид рака: 0,01% на 3000 случаев в Сингапуре и 0,01% на 2589 случаев в Канаде) - 1 семья. В исследование включен один случай рака кишечного типа. Возраст заболевших варьировал от 9 (!) до 65 лет. В этих семьях также встречались рак предстательной железы, яичников, опухоли головы и шеи, рак пищевода. Только в 13 (31%) семьях наблюдались мутации Е-кадгерина, включая делеции, вставки, миссенс-варианты, комплексную делецию/вставку, мутации в зоне сплайсинга. Во всех случаях не было похожих мутаций. Авторы подчеркивают, что в 29 случаях не было выявлено мутаций, что может быть обусловлено либо недостаточной чувствительностью метода, либо, что более вероятно, необходимостью поиска новых генов, ответственных за предрасположенность к РЖ. В любом случае эти 29 семей являются богатым генетическим материалом для изучения генетической предрасположенности к РЖ. На основании своего исследования авторы признают, что количество семей может быть недостаточным для достоверных суждений. Герминогенные мутации Е-кадгерина встречались почти в половине случаев в семьях, в которых документированы оба диффузных РЖ с одним случаем моложе 50 лет. Другие критерии, по мнению авторов, с малой долей вероятности выявят мутацию Е-кадгерина. Несмотря на четкую взаимосвязь герминогенных мутаций Е-кадгерина с развитием низкодифференцированной РЖ, у 2/3 семей с семейным РЖ не обнаруживаются явные, такие как делеция, герминогенные мутации Е-кадгерина. С одной стороны, нельзя исключить недостаточную чувствительность используемых методов. С другой - возможно, не все гены, участвующие в наследственной предрасположенности к РЖ, идентифицированы. Одним из кандидатов на гены-маркеры для наследственного РЖ может быть ген CTNNB1, кодирующий белок β-катенин. Мутации гена CTNNB1 с амплификацией и гиперэкспрессией были продемонстрированы для кишечного и смешанного типов РЖ [10]. Ген CTNNB1 считается протоонкогеном, и его гиперэкспрессия также ассоциирована с ранним метастазированием в лимфатические узлы и худшей выживаемостью [11]. Во многих опухолях, включая опухоли кожи, молочной железы, головы и шеи, щитовидной железы, легкого, предстательной железы, желудка и толстой кишки, показана сниженная экспрессия Е-кадгерина. Редуцированная экспрессия выявлена при диффузном РЖ и дольковом раке молочной железы, в то время как при РЖ кишечного типа и протоковом раке молочной железы экспрессия сохранена. Сниженная экспрессия приводит к потере контактов между клетками, что при канцерогенезе означает инвазивный рост и склонность к метастазированию. Нарушение межклеточной адгезии является следствием изменения не только в формировании Е-кадгерина, но делеции или нарушении в экспрессии катенинов, в частности в фосфорилировании β-катенина [12]. Но все же главным фактором в нарушении функции Е-кадгерина является дисфункция вследствие мутации гена CDH1. Соматические мутации CDH1 выявляются на самых ранних стадиях опухолевой прогрессии, что приводит к потере контроля над клеточным ростом. Данный факт позволил считать CDH1 опухолевым супрессором [13]. Сниженная экспрессия Е-кадгерина в опухолях ассоциирована с метастазированием в регионарные лимфатические узлы, а при раке молочной железы - с наличием гематогенных метастазов (кости, легкие). Соматические мутации в CDH1 обнаруживаются в 40-83% спорадических диффузных типах РЖ, но не в спорадических РЖ кишечного типа. Интересно, что в опухолях смешанного строения потеря экспрессии Е-кадгерина видна только в диффузном компоненте опухоли, что может объясняться различным клоновым ответвлением от аденокарциномы кишечного типа [14]. В то время как биаллельная инактивация может встречаться вследствие потери гетерозиготности или соматических мутаций, метилирование промотора CDH1 обнаружено как при спорадическом диффузном РЖ (в 83%), так и при наследственном диффузном РЖ (50% случаев) [15, 16]. Метилирование отдельных локусов промотерного участка гена в нормальном аллеле приводит к транскрипционному "молчанию генов" и также является одним из механизмов инактивации генов-супрессоров при РЖ и других злокачественных опухолях. Кроме метилирования гена CDH1 при РЖ обоих гистологических типов выявлено метилирование и других генов-супрессоров: CDKN2A, GSTP1, APC, MGMT, MLH1, DAPK, THBS-1, RUNX3 [16]. Мутации Е-кадгерина и метилирование ДНК, несомненно, не являются единственными молекулярно-генетическими событиями при РЖ. Как при наследственном, так и при спорадическом РЖ в процесс злокачественной трансформации вовлекаются и другие гены: TP53, KRAS2, TGFBR2, CTNNB1, FGFR2/KSAM, MET (последние два более специфичны для РЖ). РЖ при других наследственных синдромах РЖ в большинстве случаев является спорадическим заболеванием. Кроме наследственной предрасположенности в семьях с диффузным РЖ, заболевание также ассоциировано с другими наследственными синдромами, а именно: наследственный неполипозный рак толстой кишки, или Линча (Lynch) синдром, синдром Ли-Фраумени (Li Fraumeni), семейный полипоз (FAP), синдром Пейтца-Егерса (Peutz-Jeghers). Cиндром Линча возникает в случае герминогенных мутаций в одном из генов, ответственных за репарацию MLH1, MSH2, PMS1, PMS2. Кроме предрасположенности к раку толстой кишки проксимальной локализации наиболее частыми локализациями в других органах являются эндометрий и яичники, а также желудок, тонкая кишка, поджелудочная железа, мозг, органы мочевыводящей системы. Большинство РЖ является аденокарциномами кишечного типа [17] и встречается у 11% в семьях с герминогенными мутациями MLH1, MSH2, MSH6. В Корее, в стране (наряду с Японией) с самой высокой заболеваемостью РЖ, последний является второй опухолью после рака толстой кишки у больных с синдромом Линча [17]. В другом исследовании ученых из Китая РЖ также являлся самой частой второй опухолью у больных с синдромом Линча [19]. В то же время в исследовании в Финляндии у 72 человек с мутацией и у 32 с отсутствием таковой не было выявлено РЖ (только 1 случай аденокарциномы двенадцатиперстной кишки) [20]. Таким образом, наряду с генетической предрасположенностью регион проживания, национальность и, по-видимому, факторы окружающей среды играют крайне важную роль. Так как Россия является страной с высокой заболеваемостью РЖ, пациенты с синдромом Линча должны находиться под наблюдением с молодого возраста. Синдром Ли-Фраумени вызывается герминогенной мутацией в гене TP53 и приводит к возникновению сарком мягких тканей, лейкозов, опухолей мозга, надпочечников, молочной железы, РЖ. РЖ при синдроме Ли-Фраумени может быть как диффузного, так и кишечного типов [21]. У пациентов с семейным полипозом толстой кишки герминогенные мутации затрагивают ген APC (adenomaous polyposis coli). Ген APC локализован на хромосоме 5q21. У 27-73% пациентов обнаруживаются полипы в желудке, в основном в проксимальном отделе, в двенадцатиперстной кишке у 33-100% также обнаруживаются аденоматозные полипы. Наиболее часто аденокарциномы желудка развиваются из аденомоматозных полипов [22]. В Корее и Японии семейный полипоз ассоциирован с повышенным риском развития РЖ, в то время как в западных странах этот риск выглядит неубедительным [23]. Так, Jagelman [24] обнаружил РЖ только у 7 из 1255 пациентов с семейным полипозом. Тем не менее семейный полипоз является самой демонстративной моделью наследственнного рака толстой кишки. Синдром Пейтца-Егерса является аутосомным доминантным наследственным заболеванием, которое характеризуется подкожным отложением меланина (часто на лице) и гамартомными полипами в желудочно-кишечном тракте. Наиболее частая локализация полипов - тонкая кишка, включая двенадцатиперстную, реже полипы обнаруживаются в желудке и толстой кишке. При этом количество полипов может достигать нескольких десятков. Полипы часто малигнизируются в молодом возрасте и пациентов приходится многократно оперировать. При синдроме Пейтца-Егерса часто наблюдается мутация в гене STK11 [25]. Полипы в желудке появляются в среднем в возрасте 16 лет. F.Giardiello [26] на основе анализа 210 больных показал, что риск развития злокачественных заболеваний статистически увеличен для следующих локализаций: пищевод, тонкая и толстая кишка, желудок, поджелудочная железа, молочная железа, эндометрий, легкое, яичники. Риск не повышен для тестикулярного рака и рака шейки матки, причем риск для развития рака молочной железы сходен с таковым при мутации генов BRCA1 и BRCA2. Клинико-генетический мониторинг Таким образом, рак желудка в некоторых случаях имеет наследственную предрасположенность. Молодой возраст больного, перстневидно-клеточный рак, два случая РЖ и более у близких родственников - наиболее простые и доступные для клинициста факторы, которые позволяют заподозрить генетическую предрасположенность и являются обоснованием для консультации генетика. Кумулятивный риск развития наследственного CDH1-ассоциированного РЖ составляет 67% для мужчин и 83% для женщин. Наследственный РЖ составляет незначительную долю от общего числа больных. Но именно в "семейных раках" можно осуществлять эффективное медико-генетическое консультирование. Ярким примером участия клиницистов в судьбе таких больных может служить открытие мутантного Е-кадгерина в синдроме НДРЖ, и активной хирургической тактики у молодых носителей герминогенной мутации CDH1 из отягощенных семей. Одной из первой публикаций на эту тему явилось сообщение D.Huntsmann и соавт. [27]. Авторы сообщили о пяти гастрэктомиях у пациентов из двух семей, отягощенных по НДРЖ в возрасте от 22 до 40 лет с герминогенной мутацией Е-кадгерина. Во всех случаях слизистая оболочка желудка была тщательно исследована и у всех пациентов был обнаружен перстневидно-клеточный рак. В одном случае для обнаружения рака пришлось приготовить 200 блоков. Таким образом, несмотря на то что операции осуществлялись "по намерению", все они оказались лечебными. В трех случаях фокусы рака были менее 1 мм. Во всех случаях перед операцией проводилось генетическое консультирование с исследованием образцов крови на мутацию Е-кадгерина, консультации хирурга и диетолога. Пластический этап операции завершался методикой по Ру (Roux-en-Y). Важно подчеркнуть, что предварительное обследование с биопсией слизистой оболочки не позволило выявить РЖ. Авторы статьи подчеркивают, что "не рекомендовали бы профилактическую гастрэктомию для членов семей с наследственным диффузным раком желудка, если не идентифицирована причинная мутация (Е-кадгерина), или для семей с меньшей пенетрантностью (75%)". В последующем, выступая на Международном симпозиуме "Молекулярно-генетическая диагностика злокачественных опухолей человека", проведенном в Российском онкологическом научном центре 28-29 сентября 2005 г., D.Huntsmann сообщил о 26 «профилактических» гастрэктомиях, проведенных в мире у пациентов с мутантным Е-кадгерином, известных ему из разных источников. Таким образом, операции на желудке при наследственном синдроме похожи на подходы, применяемые при раке молочной железы у женщин-носителей мутации генов BRCA1 и BRCA2, превентивную тиреоидэктомию у детей с мутацией в протоонкогене RET, профилактическую колэктомию в семьях с семейным полипозом. Противники агрессивного подхода к операциям на желудке указывают на низкое качество жизни после гастрэктомии, относительно высокий риск осложнений, широкий спектр диагностических методов в постановке диагноза. Контраргументами сторонников хирургии являются: высокая пенетрантность мутантного гена (до 75%), высокий злокачественный потенциал опухоли в клинически определяемой стадии с низкой выживаемостью, низкий процент хирургических осложнений у квалифицированных хирургов, существование новых методик пластики после гастрэктомии, низкая чувствительность диагностических методов, включая гастроскопию при подслизистом росте опухоли или мультифокальном микроскопическом раке. Надо признать, что гастрэктомия, безусловно, является инвалидизирующей операцией, последствия которой в функциональном плане невозможно сравнить ни с мастэктомией, ни с тиреоидэктомией или колэктомией даже при идеальном хирургическом исполнении с самой функуциональной пластикой. И сторонников динамического наблюдения, по-видимому, на современном этапе будет больше, чем пропагандирующих активную хирургическую тактику. Однако только радикальное хирургическое лечение на ранних стадиях может излечить больного РЖ. Следует еще раз подчеркнуть, что именно в случаях семейного рака консультирование с участием клинического генетика, хирурга, психолога и диетолога (в современных условиях и юриста) может оказаться наиболее эффективной мерой. К сожалению, клинические онкологи редко интересуются информацией относительно наследственной предрасположенности, а получив ее, не знают, как поступить дальше. Далеко не все крупные онкологические учреждения имеют в своем составе штатных генетиков. Во многих случаях довольно трудно пригласить родственников онкологических больных к онкологу для подробного сбора генеалогического анамнеза, а ДНК-диагностика еще не вошла в стандарты оказания медицинской помощи. Трудности в диагностике, профилактике, лечении РЖ и низкой эффективности дополнительных методов воздействия на опухоль не означают принципиальной неизлечимости РЖ, а только свидетельствуют о необходимости более глубокого изучения проблемы и кооперирования междисциплинарных исследований с целью повышения качества ранней диагностики и снижения смертности.

About the authors

M P Nikulin

L N Lyubchenko

V Yu Sel'chuk

I S Stilidi

References

Supplementary files