Введение к работе
Актуальность темы исследования
Возрастающий интерес к проблеме определения злокачественности опухолей щитовидной железы (ОЩЖ) в значительной степени связан с ростом заболеваемости раком щитовидной железы (РЩЖ) вследствие экологического неблагополучия многих регионов России, включая загрязненные территории вследствие аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) (Луш-ников Е.Ф., Цыб А.Ф., Ямасита С, 2006). В соответствии с Международной гистологической классификацией ВОЗ (2004) ОЩЖ представлены широким спектром новообразований различного гистологического строения и степени злокачественности. К доброкачественным новообразованиям относятся фолликулярные аденомы (ФА) и родственные им опухоли (гиали-низирующаяся трабекулярная опухоль), а к злокачественным - высокодифферснцированные папиллярный (ПР) и фолликулярный рак (ФР), низкодиффереіщироваїшьій рак, крайне злокачественная недифференцированная карцинома и другие, редко встречающиеся морфологические формы рака. Дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных ОЩЖ в большинстве случаев не вызывает трудностей у патологов. Однако диагностика 10% фолликулярно-клеточных новообразований представляется весьма затруднительной при использовании обычных морфологических методов (гистологического исследования опухоли после ее хирургического удаления) (Агога N. et al., 2008). Это даст основание для выделения так называемой группы опухолей «неопределенного потенциала злокачественности» (ОНПЗ) в отдельную классификационную категорию, которая, следует заметить, не является общепризнанной. Очевидно, что проблема установления степени злокачественности связана не только и не столько с морфологическими и клиническими особенностями самих опухолей, сколько с недостаточным знанием биологической сущности новообразований. В последние годы предлагают использовать современные методы иммуногистохимии и молекулярной биологии для раскрытия молекулярно-генетических механизмов развития опухолей, уточнения их потенциала злокачественности и оценки прогноза (Пальцев М.А., Коган Е.А., Туїщова О.И., 1997; Казанцева И.А., Федосенко А.К., Гуревич Л.Е., 2001; Свиридова Т.Е. с соавт., 2002; Коган Е.А. с соавт., 2006). К многочисленным генам, экспрессия которых может иметь значение в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных ОЩЖ, относят, в частности, галектин-3, НВМЕ-1, цитокератины различного спектра, циклил D1, фибронектин-1 и другие (Volante М. et al., 2004; Prasad М. et al., 2005; Park Y., Kwak S., Kim D., 2007). Галектин-3, являющийся многофункциональным белком, который наряду с участием в регуляции клеточного цикла, механизмах гибели (апоптоза), клеточно-матриксных взаимодействий, адгезии, миграции клеток, воспалительной реакции, опухолевой трансформации и метастазирования, может служить одним из маркеров злокачествешю-
сти. Фибронектшш также являются многофункциональными гликопротсинами, содержащимися во внеклеточном матриксе, имеющими сродство к коллагенам, фибрину, гепарину и принимающими участие в адгезии и миграции клеток, а также в опухолевой прогрессии. Диагностическое значение экспрессии цитокератшюв, НВМЕ-1 (белкового продукта неизвестного антигена микроворсинок клеток мезотелиомы, а также нормального эпителия бронхов и аденокарцином различного происхождения) и циклина D1 (регулятора клеточного цикла, осуществляющего перевод клетки из G1 в S фазу) предстоит еще установить. В настоящее время получены свидетельства аберраігшой экспрессии цитокератина-17 в высокодиффе-решщровашюм РЩЖ (Чипышева Т.А с соавт., 2002) и повышенной частоты экспрессии ци-токератина-19 (ЦК-19) в ПР (Prasad М. et al., 2005; Park Y., Kwak S., Kim D., 2007; Fisher S., Asa S., 2008). По данным литературы все вышеперечисленные маркеры обладают достаточно высокими показателями диагностической значимости в диагностике рака щитовидной железы, каждый в отдельности или в различных сочетаниях из двух или трех.
Поиск иммуногистохимических (ИГХ) и молекулярно-генетических различий, как правило, проводят между группами очевидно доброкачественных и очевидно злокачественных ОЩЖ (Fisher S., Asa S.L., 2008). Изучению диагностической значимости ИГХ маркеров в установлении потенциала злокачественности ОНЗП посвящены единичные работы (Papotti М et al., 2005; Hofman V. et al., 2009). Совместная работа сотрудников клинико-морфологического отдела Учреждения Российской академии медицинских наук Медицинский радиологический научный центр РАМН (МРНЦ РАМН) с иностранными коллегами в рамках международного Проекта «Создание в странах СНГ постчернобыльского банка ткани щитовидной железы, крови, нуклеиновых кислот и базы данных» позволила выделить достаточно большую группу ОНПЗ у лиц, которые на момеит аварии на ЧАЭС были в детском и подростковом возрасте и проживали на территориях, подвергшихся воздействию радиации. Очевидно, что комплексное морфологическое исследование с использованием методов им-муиогистохимии и молекулярной биологии будет способствовать раскрытию биологических особенностей ОНПЗ, уточнению характера конкретных опухолей, включенных в данную группу, оптимизации диагностики и, следовательно, представлять теоретический и практический интерес.
Целью диссертационного исследования является сравнительное изучение морфологии, а также экспрессии ряда ИГХ маркеров, являющихся многофункциональными белками, принимающими участие в регуляции клеточного цикла (галектин-3 и циклин D1), гликопро-теинами, содержащимися во внеклеточном матриксе (фибронектин), белками цитоскелета (цитокератин19), маркерами пролиферативной активности (Ki-67), а также неизвестного антигена микроворсинок мезотелиомы (НВМЕ-1), экспрессирующегося многими железистыми
раками, в ОЩЖ различного потенциала злокачественности и окружающей ткани щитовидной железы. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:
-
Сформировать три группы ОЩЖ (доброкачественные, злокачествешпле и ОНПЗ), представить их морфологическую характеристику и описать морфологические признаки, симулирующие иивазивный рост опухолей при тонкоигольной биопсии.
-
Показать особенности экспрессии клетками опухолей различного потенциала злокачественности и окружающей ткани железы следующих маркеров: галектина-3, маркера мезстелиальных клеток НВМЕ-1, фибронектина, ЦК-19, пиклина D1 и Ki-67.
-
Выявить диагностическую значимость ИГХ исследования в диагностике доброкачественных и злокачественных ОЩЖ.
-
Показать возможности ИГХ исследования в уточненной диагностике ОНПЗ.
Научная новизна исследования
Проведенное исследование, во-первых, позволило установить характер экспрессии ряда протеинов клетками доброкачественных, хтокачественных, ОНПЗ и неопухолевой окружающей ткаяи щитовидной железы; во-вторых, оценить значение различных ИГХ маркеров в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных новообразований; в-третьих, установить истинный характер некоторых новообразований, включенных в группу ОНПЗ.
Показана связь частоты экспрессии галектина-3 с гистологическим типом рака: в ФР -58,8%, в ПР - 96,0%, в высокодифференцированном раке без уточнения варианта (РЩЖ БДУ) - 75,0%. Доброкачественные опухоли в 9,8% случаев являются галектин-позитивными. Частота экспрессии НВМЕ-1 составила 47,1% в ФР, 92,0% в ПР, 65,0% в РЩЖ БДУ. Доброкачественные опухоли экспрессируют НВМЕ-1 в 3,9%. Коэкспрессия галектина-3 и НВМЕ-1 обнаружена в большинстве ПР (92,0%) и РЩЖ БДУ (60,0%), но только в третьей части ФР (29,4%). ЦК-19 (кератин, входящий в состав клеток простого и железистого эпителия) имел высокую частоту экспрессии в РЩЖ (89,7%): 76,5% в ФР; 96,0% в ПР и 85,0% в РЩЖ БДУ.
Доказана неоднородность группы ОНПЗ как в отношении разнородных гистологических форм входящих в нее фолликулярных новообразований неопределенной злокачественности и высокодифференцированных опухолей неопределенного потенциала злокачественности, так и экспрессии различных маркеров злокачественности.
Очаговая экспрессия галектина-3 и ЦК-19 в пределах доброкачественной опухоли или неопухолевой ткани щитовидной железы может отражать очаговую пеопластическую трансформацию . Позитивная ИГХ реакция на галектин-3, отмеченная в участках фолликулярного эпителия с морфологическими признаками дисплазии (увеличение размера клеток, базофи-
лия цитоплазмы, просветление ядер и появление ядерных борозд) и в очагах сопутствующего хронического тиреоидита, позволяет высказать предположение о возможной неопластической трансформации этих клеток.
Научно-практическая значимость работы
Анализ экспрессии галектина-3, ЦК-19, НВМЕ-1, фибронектина и циклила D1 в доброкачественных и злокачественных ОЩЖ позволил выделить 3 маркера (галектин-3, НВМЕ-1 и ЦК-19), имеющих наиболее высокие показатели чувствительности , специфичности и точности в диагностике РЩЖ. Коэкспрессия указанных маркеров увеличивает специфичность метода до 98,0%.
Применение ИГХ исследования для уточненной диагностики ОНПЗ позволило в половине случаев (50,9%) установить их доброкачественный характер, в 5,7% - злокачественный характер. Однако 43,3% ОНПЗ остается в рубрике неопределенной злокачествешюсти и требует использования более надежных молекулярно-генетических методов диагностики. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Морфологическая диагностика, основанная на использовании ругшшых методов, создает предпосылки для выделения группы ОНПЗ, которая является гетерогенной по своему составу и требует дополнительных исследований с применением ИГХ и молекулярно-генетического методов с целью уточнения потенциала злокачественности каждой конкретной опухоли данной группы.
-
ИГХ изучение экспрессии различных маркеров существенно дополняет рутинные морфологические методы дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных ОЩЖ.
-
Улучшение показателей диагностической значимости ИГХ метода связано с применением панели из двух и более антител ( галектин-3 и НВМЕ-1; галектин-3 и ЦК19; НВМЕ-1 и ЦК19; галектин-3, ЦК19 и НВМЕ-1). Устаїювлеіше молекулярно-генетического профиля доброкачественных и злокачественных опухолей щитовидной железы является перспективным технологическим подходом в уточнении потенциала злокачественности новообразований, которые в настоящий момент представляют диагностические трудности.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международном научном форуме «Рак щитовидной железы: совремешше принципы диагностики и лечения» (Санкт-Петербург, 2009 г.). Результаты диссертационного исследования представлены в виде стендового доклада на 22 Европейском конгрессе патологов (Флоренция, Италия, 2009 г.).
Апробация диссертации состоялась на научно-практической конференции клинического радиологического сектора Учреждения Российской академии медицинских наук Ме-
дицинский радиологический научный центр РАМН (МРНЦ РАМН) 18 января 2010 г. и на межлабораторной конференции Учреждения Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт морфологии человека РАМН (февраль 2010 г.).
По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты научной работы внедрены в практическую работу лаборатории патологической анатомии (заведующий - Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Е.Ф.Лушников) и отделения радиохирургического лечения закрытыми радионуклидами (заведующий - доктор медицинских наук В.С.Медведев) МРНЦ РАМН.
Личный вклад автора. Диссертант лично систематизировала и провела микроскопический анализ архивного гистологического материала, накоплеішого в лаборатории патологической анатомии МРНЦ РАМН за период с 1998 по 2008 гг. Автором самостоятельно выполнены ИГХ исследования с антителами к галектину-3, антигену мезотелиальных клеток НВМЕ-1, фибронектшгу, ЦК-19, циклиігу D1 и КІ-67, проведен статистический анализ полученных результатов.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, общей характеристики материалов и методов, результатов собственного исследования, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и практических рекомендаций, а также библиографического указателя, содержащего 189 ссылок на публикации 25 отечественных и 164 зарубежных авторов. Диссертация содержит 20 иллюстраций и 18 таблиц.
