CC BY
21
© О.Д. Брагина, Е.М. Слонимская, М.В. Завьялова, 2014
УДК 618.19-006.6-091-037
ПРЕДСКАЗАТЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПАРАМЕТРОВ У БОЛЬНЫХ ТРИПЛ-НЕГАТИВНЫМ РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
О.Д. Брагина1, Е.М. Слонимская1,2, М.В. Завьялова1,2
1 ФГБНУ «Томский НИИ онкологии», г. Томск
2 ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития, г. Томск
PREDICTIVE VALUE OF MOLECULAR PARAMETERS IN PATIENTS WITH TRIPLE-NEGATIVE BREAST CANCER
О.D. Bragina1, Е.М. Slonimskaya1,2, МУ. Zavyalova1,2
1 Cancer Research Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Tomsk
2 Siberian State Medical University, Tomsk
Брагина Ольга Дмитриевна — очный аспирант отделения общей онкологии ФГБНУ «Томский НИИ онкологии» 634050, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5, тел. (3822) 41-80-58, e-mail: [email protected]
Bragina O.D. — postgraduate student of the Department of General Oncology of Cancer Research Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences
5 Kooperativniy Al., Tomsk, Russian Federation, 634050, tel. (3822) 41-80-58, e-mail: [email protected]
Реферат. В статье изучается предсказательная значимость ряда молекулярных маркеров у 49 больных операбельным трипл-негативным раком молочной железы. Полученные результаты позволяют рассматривать изученные маркеры в качестве предиктивных параметров, а разработанная модель логистической регрессии оценивать ожидаемую эффективность в виде достижения ПМР и планировать лечение.
Ключевые слова: трипл-негативный рак молочной железы, неоадъювантная химиотерапия, полная морфологическая регрессия.
Abstract. The article are discussed predictive value of several molecular markers in patients with triple-negative breast cancer. The results obtained indicate that the studied markers can be used as predictors of clinical outcome and the devised model of logistic regression can be used to predict the chemotherapy response of breast cancer based on clinical pathological variables. Key words: triple-negative breast cancer, neoadjuvant chemotherapy, pathologic complete response.
Актуальность
Трипл-негативный рак (ТНР) молочной железы представляет собой подтип рака молочной железы, главной характеристикой которого является отсутствие экспрессии как к рецепторам стероидных гормонов (эстрогену и прогестерону), так и к Нег-2/пеи [1]. Данный тип опухоли имеет достаточно агрессивное клиническое течение, проявляющееся высокой частотой гематогенного метастазирования, преимущественно в легкие и головной мозг, и ассоциируется с низкими показателями безрецидивной и общей выживаемости по сравнению с другими подтипами РМЖ [2, 3].
Накопленные к настоящему моменту знания позволяют говорить о ТНР, как о гетерогенной группе,
имеющей различные морфологические и молекулярные особенности, а также биологическое течение [4]. Так, B.D. Lehmann et al. посредством транскриптор-ного анализа идентифицировали 6 подтипов трипл-негативного рака, имеющих различный генный набор, выделяя базальноподобные подтипы 1 и 2, иммуно-модуляторный, мезенхимальный, мезенхимальный, подобный стволовым клеткам, и люминальный ан-дрогенный [5].
Наиболее же распространенным в клинической практике остается разделение трипл-негативного рака на 2 основных подтипа: базальноподобный и не-базальноподобный, поскольку, прежде всего, они ассоциированы с различным исходом заболевания [6]. Базальноподобные опухоли встречаются примерно у 50-75% [7], а по некоторым данным и до 85% от обще-
го числа больных трипл-негативным раком [8]. Как правило, эти новообразования характеризуются высокими показателями пролиферативной активности, степени злокачественности, митотического индекса и имеют неблагоприятный прогноз [9, 10]. Показано, что мутации гена BRCA1 значительно чаще (70-85%) выявляются при базальноподобном ТНР [11].
Идентифицикация подтипов ТНР осуществляется посредством использования ИГХ-панели Nielsen, которая была разработана в 2004 г. Она включает определение тройного отрицательного рецепторного статуса (РЭ-, РП-, Her-2/neu-), экспрессию базального цитокератина 5/6 и эпидермального фактора роста EGFR1 [12].
В связи с отсутствием таргетных мишеней, единственным принятым методом системного лечения для больных с трипл-негативным раком молочной железы на сегодняшний день является химиотерапия [13], которая в последние годы все чаще применяется в неоадъювантном режиме. Подобный подход позволяет добиться значимого уменьшения размеров первичного опухолевого узла у ряда пациентов, тем самым способствуя увеличению количества выполняемых органосохраняющих операций, и, что наиболее значимо, оценить чувствительность опухоли к проводимому лечению [14].
Отмечено, что опухоли с тройным отрицательным рецепторным фенотипом обладают большей химио-чувствительностью по сравнению с другими подтипами рака молочной железы [21]. Однако только достижение полных морфологических регрессий (ПМР) сопряжено с более высокими показателями выживаемости, аналогичными тем, которые наблюдаются при люминальных опухолях [15].
Поскольку ответ опухоли на лечение может быть различным, актуальным является поиск маркеров, принимая во внимание которые, можно было бы с большей вероятностью прогнозировать ожидаемую эффективность планируемой химиотерапии. К сожалению, ни один из традиционно оцениваемых клинических параметров, таких как возраст, состояние менструальной функции, и даже распространенность опухолевого процесса не могут рассматриваться в качестве информативных предсказательных маркеров [16]. Аналогичная ситуация наблюдается и в отношении морфологических критериев. В литературе представлены отдельные публикации, касающиеся ответа различных гистологических форм ТНР на проводимую химиотерапию. Так, метапластическая карцинома молочной железы с тройным отрицательным
фенотипом характеризуется меньшей чувствительностью к системному лечению по сравнению с инвазив-ным протоковым трипл-негативным раком [17, 18].
В связи с этим, все большее внимание уделяется изучению предсказательный значимости молекулярных маркеров, в том числе и самих подтипов ТНР. Согласно данным, опубликованным Н. Ма$ис1а а1., достижение полных морфологических регрессий на фоне проведения системной химиотерапии наблюдается значительно реже у больных с базальноподоб-ным подтипом опухоли по сравнению с небазально-подобным [16]. В то же время Rouzier а1. наоборот показал, что уже сам по себе базальноподобный фенотип является предиктором в отношении достижения большего количества ПМР [19].
В качестве предиктора эффективности предоперационной химиотерапии также изучается значимость маркера клеточной пролиферации Ю-67. Отмечено, что количество достигаемых полных морфологических регрессий прямо пропорционально уровню пролиферативной активности [20, 21].
Однако эти исследования немногочисленны и нередко характеризуются противоречивыми результатами, а сама проблема требует дальнейшего изучения.
Цель исследования — оценка предсказательной значимости ряда молекулярных параметров (цитокератина 5/6, эпидермального фактора роста EGFR1 и маркера клеточной пролиферации Ю-67) у больных оерабельным трипл-негативным раком молочной железы.
Материалы и методы исследования
В исследование было включено 49 больных трипл-негативным раком молочной железы (Т2-3Ы0-2М0), проходивших лечение на базе отделения общей онкологии ФГБУ НИИ Онкологии СО РАМН в период с 2007 по 2013 гг. Средний возраст пациентов составил 48±9,6 лет.
До начала лечения всем пациенткам проводилось полное клинико-инструментальное обследование, включающее клинический осмотр, УЗИ молочных желез, регионарных лимфатических узлов, печени, маммографию, рентгенографию и/или компьютерную томографию органов грудной клетки, остеосцинти-графию.
На предоперационном этапе все пациентки получили химиотерапию с использованием 2 схем: FAC (5-фторурацил 500 мг/м2 в 1-й день, адриамицин 50 мг/м2 в 1-й день, циклофосфамид 500 мг/м2 в 1-й
Таблица 1. Эффективность неоадъювантной химиотерапии в зависимости от экспрессии в опухоли маркеров EGFR1 и СК 5/6
Подгруппы базальнопо-добного рака Эффективность НАХТ
Полная регрессия Частичная регрессия Стабилизация Прогрессирование
EGFR1 11 (69%) 10 (58%) 2 (33%) 1 (33%)
СК5/6 и EGFR1 5 (31%) 7 (42%) 4 (67%) 2 (67%)
Р 0,01 0,1 0,1 0,3
день, внутривенно, через 21 день) и САХ (циклофос-фан 100 мг/м2, внутримышечно в течении 14 дней, адриамицин 30 мг/м2 внутривенно в 1 и 8-й дни, ка-пецитабин 1000 мг/м2 2 раза в день, per os, в течении 14 дней, через 21 день). В зависимости от эффекта, пациенты получали 2-4 курса лечения. Далее выполнялось оперативное вмешательство в объеме секторальной резекции с аксиллярной лимфаденэктоми-ей или радикальной мастэктомии. В адъювантном режиме проводилось 2-4 курса химиотерапии по схеме FAC, лучевая терапия назначалась по показаниям.
Морфологическму и иммуногистохимическому исследованию подвергались образцы опухолевой ткани биопсийного и операционного материала. Проводка и изготовление гистологических препаратов осуществлялись по стандартной методике. Препараты окрашивались гематоксилином и эозином. Гистологический тип рака устанавливался согласно рекомендациям ВОЗ, Женева, 2003.
Имунногистохимическое исследование осуществлялось с использованием антител фирмы «Dako» к рецепторам эстрогена (клон 1D5, RTU, мышиные), рецепторам прогестерона (клон PgR636, RTU, мышиные) и онкопротеину c - erbB - 2 (HER2/neu статус) (рабочее разведение 1:500, кроличьи).
Определяли уровень маркера клеточной пролиферации Ki-67 (клон MIB-1, RTU, мышиные). Показатели менее 20% оценивали как низкий, а 20% и более — как высокий уровень.
Определялась экспрессия CK5/6 (клон D5/16 B4, рабочее разведение 1:100, мышиные, фирмы «Novo-castra») и EGFR1 (клон SP9, рабочее разведение 1:600, кроличьи, фирмы Diagnostic BioSystems). Экспрессия оценивалась в процентном содержании положительно окрашенных клеток в 10 полях зрения на 1000 клеток при увеличении х400. Для эпидермального фактора роста EGFR1 анализировали уровень экспрессии (менее 10% — низкий, 10% и более — высокий), ее
локализацию (мембранная, цитоплазматическая или мембранно-цитоплазматическая) и интенсивность (слабая, умеренная, выраженная).
Непосредственная эффективность НАХТ оценивалась по шкале RECIST по данным клинического осмотра, УЗИ молочных желез и маммографии. Достижение полных морфологических регрессий устанавливалось по результатам гистологического исследования операционного материала (IV степень лекарственного патоморфоза). Статистическая обработка материала выполнялась с помощью пакета программ «Statistica 7.0 for Windows».
Результаты
При проведении иммуногистохимического исследования количество больных с базальноподобным фенотипом составило 44 (89%), с небазальноподоб-ным подтипом — 5 (11%). В связи с малым количеством пациентов подгруппа с небазальноподобным подтипом в дальнейшем не рассматривалась.
Различное возможное сочетание маркеров (СК5/6 и/или EGFR1) позволило выделить 3 подгруппы больных трипл-негативным раком молочной железы: экспрессия в опухолевой ткани только СК5/6 отмечена у 2 (6%) пациентов, экспрессия EGFR1 — в 24 (54%), и обоих параметров — в 18 (40%) наблюдениях. Подгруппа с экспрессией только СК5/6 также в дальнейшем не рассматривалась.
При оценке эффективности НАХТ лучший ответ в виде полных (69%) и частичных регрессий (58%) отмечался у больных с экспрессией в ткани опухоли EGFR1 (табл. 1). Однако значимые различия были получены только в отношении ПМР (р=0,01).
Дальнейший анализ показал, что достоверно чаще ПМР отмечались при уровне экспрессии EGFR1 10% и более в 72% (р=0,02) наблюдений, а также при его умеренной и выраженной экспрессии — 90% (р=0,02), и не зависели от локализации (табл. 2).
Таблица 2. Частота полных морфологических регрессий в зависимости от основных характеристик ЕСРЯ1
Подгруппы базальноподобного рака
Характеристика EGFR1 EGFR1 СК5/6 и EGFR1
1. Уровень экспрессии EGFR1 - менее 10% - 10% и более 3 (28%) 1 (25%)
8 (72%) 4 (75%)
р 0,02 0,7
2. Выраженность экспрессии EGFR1 - слабая - умеренная и выраженная 2 (10%) 9 (90%) 0 5 (100%)
р 0,02 0,3
3. Локализация экспрессии EGFR1 -цитоплазма - мембрана и цитоплазма 7 (63%) 4 (37%) 3 (37%) 5 (63%)
р 0,1 0,1
Еще более значимые результаты были получены при дополнительной оценке пролиферативной активности опухоли. Так, наибольшее количество ПМР (90%) наблюдалось у больных с высоким уровнем пролиферативной активности и экспрессией только EGFR1 (р=0,0006) (табл. 3).
Поскольку пациенты, вошедшие в исследование, получали химиотерапию по двум схемам — FAC и САХ (кселода), мы оценили частоту ПМР в зависимости от данного параметра, а также экспрессии маркеров EGFR1 и СК5/6 (табл. 4). Оказалось, что лучшие результаты были получены у больных, в опухоли которых определялась экспрессия только EGFR1, а при лечении использовали схему с включением капеци-табина. Полные морфологические регрессии были достигнуты в 81% наблюдений (0,004).
На основании полученных результатов нами была разработана модель логистической регрессии, по-
зволяющая прогнозировать достижение полных морфологических регрессий у больных базальнопо-добным трипл-негативным раком молочной железы. В данную модель вошли такие показатели, как подтип базальноподобного рака, определяемый наличием экспрессии EGFR1 и СК5/6, уровень экспрессии EGFR1, Ю-67 в биопсийном опухолевом материале и применяемая схема химиотерапии.
Модель рассчитывается по формуле:
Y = (42,8 - 1,86X1 - 9,3X2 - 2,14X3 + 3,19Х4), где
Y — значение уравнения регрессии;
(42,8) — значение коэффициента регрессии свободного члена;
Х1 — подтипы базальноподобного трипл-негативного рака (1 — с экспрессией только СК5/6; 2 — с экспрессией только EGFR1; 3 — с экспрессией СК5/6 и EGFR1), (1,86) — значение коэффициента регрессии этого признака;
Таблица 3. Достижение полных морфологических регрессий в зависимости от уровня Ю-67, экспрессии маркеров EGFR1 и СК5/6
Уровень Ю-67
Подгруппы базальноподобного рака менее 20% 20% и более Р
EGFR1 1 (10%) 9 (90%) 0,0006
СК5/6 и EGFR1 0 4 (100%) 0,3
Таблица 4. Частота полных морфологических регрессий у больных исследуемых подгрупп в зависимости выбранной схемы химиотерапии
Подгруппы Схема химиотерапии
базальноподобного рака FAC CAX Р
EGFRI 2 (19%) 9 (S1%) 0,004
СК5/6 и EGFRI 0 5 (100%) 0,B
X2 — уровень экспрессии EGFR1 (1 — высокий, 2 — низкий), (9,3) — значение коэффициента регрессии этого признака;
Х3 — уровень экспрессии Ki-67 (1 — низкий, 2 — высокий), (2,14) — значение коэффициента регрессии этого признака;
X4 — схема химиотерапии (1-FAC, 2-CAX), (3,19) — значение коэффициента регрессии этого признака.
К наличию ответа на проведение НАХТ относится полная регрессия, к отсутствию — частичная регрессия, стабилизация и прогрессирование процесса. Значение вероятности достижения полных морфологических регрессий определяется по формуле:
Р = еY/(1 + еY), где Р — значение вероятности развития признака; Y — значение уравнения регрессии; е — математическая константа, равная 2,72 и при Р<0,5 прогнозируют низкую вероятность достижения ПМР, а при Р>0,5 — высокую.
Чувствительность модели составила 82%, специфичность — 67%.
Заключение
Таким образом, проведенное исследование позволяет полагать, что такие молекулярные параметры как эпидермальный фактор роста EGFR1 и маркер клеточной пролиферации Ki-67 можно рассматривать в качестве предикторов в отношении достижения полных морфологических регрессий у больных трипл-негативным раком молочной железы.
Использование разработанной модели логистической регрессии позволяет с достаточно высокой вероятностью рассчитывать частоту достижения полных морфологических регрессий, что крайне важно и значимо у данной категории пациентов.
Исследование выполнено при поддержке Грантом Президента Российской Федерации (договор 14.122.13.491-МД).
Литература
1. Brouckaert O. Update on triple-negative breast cancer: prognosis and management strategies / O. Brouckaert, H.Wildiers, G. Floris // Int. J. ofWomen's Health. — 2012. — Vol. 12 (4). — P. 511—520.
2. Carey L. Triple-negative breast cancer: disease entity or title of convenience? / L. Carey, E. Winer, G. Viale et al. // Nature Reviews of Clin. Onc. — 2010. — Vol. 10 (7). — P. 1 — 10.
3. De Ruijer T.C. Characteristics of triple-negative breast cancer / T.C. De Ruijer, J. Veeck, J.P. De Hoom et al. // J. Cancer Res. Clin. Oncol. — 2011. — Vol. 137 (2). — P. 183—192.
4. Dreyer G. Triple-negative breast cancer; Clinical characteristics in the different histological subtypes / G. Dreyer, T. Vandorpe, A. Smeets et al. // The Breast. — 2013. — Vol. 1. — P. 1—6.
5. Lehmann B.D. Identification of human triple-negative breast cancer subtypes and preclinical models for selection of targeted therapies /
B.D. Lehmann, J.A. Bauer, X. Chen et al. // J. Clin. Invest. — 2011. — Vol. 121 (7). — P. 2750—67. doi: 10.1172/JCI45014.
6. Rakha E.A., Elsheikh S.E., Aleksandarany M.A. Triple-negative Breast Cancer: Distinguishing between Basal and Nonbasal subtypes / E.A. Rakha, S.E. Elsheikh, M.A. Aleksandarany et al. // Clinical Cancer Research. — 2009. — Vol. 15 (7). — P. 2302—2310. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-08-2132.
7. Perou C.M. Molecular Stratification of Tripl-negative Breast Cancer // The Oncologist. — 2011. — Vol. 16 (1). — P. 61—70. doi: 10.1634/ theoncologist.2011-S1-61.
8. Cheang M.C. Basal-like Breast Cancer defined by five biomarkers has superior prognostic value than Triple-negative phenotype / M.C. Cheang, D. Voduc,
C. Bajdik // Clin. Cancer Res. — 2008. — Vol. 14 (5). — P. 1368—1376.
9. Choo J.R. Biomarkers for Basal-like Breast Cancer / J.R. Choo, T.O. Nielsen // Cancers. — 2010.—Vol. 2. — P. 1040—1065. doi:10.3390/cancers2021040
10. Kreike B. Gene expression profiling and histopathological characterization of triple-negative/ basal-like breast carcinomas / B. Kreike, M. van Kouwenhove, H. Horlings et al. // Breast Cancer Res. —
2007. — Vol. 9. — R65. — P. 1 — 10.
11. Nielsen T.O. Immunohistochemical and Clinical Characterization of the Basal-like Subtype of Invasive Breast Carcinoma Immunohistochemical and Clinical Characterization of the Basal-like Subtype of Invasive Breast Carcinoma / T.O. Nielsen, F.D. Hsu, K. Jensen, M. Cheang et al. // Clin. Cancer Res. — 2004. — Vol. 10. — P. 5367—5374. doi: 10.1158/1078-0432. CCR-04-0220.
12. Hawk N. Treatment of Triple-negative breast cancer / N. Hawk, R. O'Regan // Com. Oncol. — 2010. — Vol. 7. — P. 328—332.
13. Smith I.E. Neoadjuvant/presurgical treatment // Breast Cancer Research. — 2008. — Vol. 10 (4). — S24. doi:10.1186/bcr2184.
14. Reis-Filho J.S. Triple-negative tumors: a critical review / J.S. Reis-Filho, A.N. Tutt // Histopathology. —
2008. — Vol. 52 (1). — P. 108—18. doi: 10.1111/j.1365-2559.2007.02889.x.
15. Liedtke C. Response to Neoadjuvant therapy and Long-Term survival in patients with Triple-negative breast cancer / C. Liedtke, C. Mazouni, K.R. Hess et al. // J. of Clin. Onc. — 2008. — Vol. 28 (8). — P. 1 — 18. doi:10.1172/JCI45014.
16. Masuda H. Predictive factors for the effectiveness of neoadjuvant chemotherapy and prognosis in triple-negative breast cancer patients / H. Masuda, N. Masuda, Y. Kodama // Cancer Chemotherapy Pharmacology. — 2011. — Vol. 67. — P. 911—917.
17. Montagna E. Heterogeneity of triple-negative breast cancer: histologic subtyping to inform the outcome / E. Montagna, P. Maisonneuve, N. Rotmensz et al. // Clin. Breast Cancer. — 2013. — Vol. 13. — P. 31—39.
18. Reis-Filho J.S. Metaplastic breast carcinomas are basal-like tumors / J.S. Reis-Filho, F. Milanezi, K. Savage et al. // Histopathology. — 2006. — Vol. 49. — P. 10-21. doi: 10.1111/j.1365-2559.2006.02467.x.
19. Rouzier R. Breast cancer molecular sybtypes respond differently to preoperative chemotherapy / R. Rouzier, C.M. Perou, W.F. Symmans et al. // Clinical Cancer Research. — 2005. — Vol. 11 (16). — P. 5678—5685. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-04-2421.
20. Fasching P.A. Ki-67, chemotherapy response, and prognosis in breast cancer patients receiving neoadjuvant treatment / P.A. Fasching, K. Heusinger, L. Haeberle et al. // BMC Cancer. — 2011. — Vol. 11 (486). — P. 2—13. doi:10.1186/1471-2407-11-486
21. Keam B. Ki-67 can be used for further classification of triple-negative breast cancer into two subtypes with different response and prognosis / B. Keam, S-A. Im, K-H. Lee et al. // Breast Cancer Res. — 2011. — Vol. 13. — R2. — P. 1—7. doi:10.1186/bcr2834
