Введение к работе
Актуальность темы. Вторичные (метастатические) опухоли головного мозга – наиболее частые новообразования, поражающие центральную нервную систему (ЦНС). По частоте встречаемости метастазы в головной мозг (МГМ) превосходят первичные опухоли головного мозга - злокачественные глиомы в 5-10 раз. (Lassman AB et al. 2003). Частота встречаемости МГМ растет параллельно увеличению продолжительности жизни онкологических больных, благодаря значительным успехам химиотерапевтического, радиологического и комбинированного методов лечения распространенных злокачественных опухолей, а также благодаря развитию и совершенствованию современных методов визуализации, прежде всего более широкой доступности магнитно-резонансной томографии (МРТ). Метастазы в головной мозг в этиологическом, а также и патогенетическом и биологическом, отношении являются гетерогенными опухолями. Данный феномен заставляет предположить наличие внутри данной «нозологии» различных групп, отличающихся друг от друга в клиническом, генетическом, диагностическом, лечебном и прогностическом отношении. Гетерогенность МГМ, в первую очередь, связана с биологическими особенностями первичной опухоли и органа, в котором развивается первичная опухоль. Выявление особенностей биологического поведения метастазов в головной мозг в зависимости от их морфологии, гистогенеза способно стать основой к дифференцированному ведению и лечению данной группы пациентов.
Значительную группу внутримозговых метастатических опухолей (от 10-до 25 % - по данным различных авторов) составляют МГМ из первичного не выявленного очага (НПО). При диагнозе МГМ НПО лечащему врачу необходимо в оптимальные сроки установить источник метастазирования, но использование при этом МРТ, ПЭТ и других дорогостоящих методов визуализации не везде возможно и не всегда целесообразно. В современных условиях персонифицированной медицины, все чаще становится оптимальным и необходимым применение иммуногистохимического (ИГХ) и/или молекулярно-биологического исследования, основанных на положении о сохранении метастазами биологических, морфологических, биохимических и др. свойств первичной опухоли, широко изученными и освещенными в современной специальной литературе. Современные морфологические (включая иммуногистохимический и молекулярно-биологический) методы способны точно установить источник метастазирования и провести определенное разграничение и подразделение в пределах общей группы метастазов из одного и того же органа, что имеет прогностическое и предиктивное значение. Установлено, например, что МГМ мелкоклеточного рака легкого ведут себя более агрессивно, чем не-мелкоклеточных форм. МГМ рака молочной железы с экспрессией рецептора белка – гена Her-2-neu (Cerb-B2) более агрессивны, чем без его экспрессии (Gabos Z, et al. 2006).
Цель исследования
Повысить качество лечения больных с метастатическим поражением головного мозга путем выявления гистологических, иммуногистохимических и молекулярно-биологических особенностей метастазов опухолей различного гистогенеза.
Задачи исследования:
-
Изучить клинико-эпидемиологические факторы, такие как возраст, пол больных, локализация МГМ в головном мозге, коэффициент Карновского, наличие экстракраниальных метастазов, наличие в анамнезе операции на первичной опухоли.
-
Провести морфологический и иммуногистохимический анализ метастатических опухолей, полученных при хирургических вмешательствах по поводу метастазов опухолей разного гистогенеза в головной мозг. Изучить гистологические особенности метастазов опухолей различного гистогенеза в головной мозг.
-
Определить чувствительность и специфичность иммуногистохимических маркеров при фенотипировании метастатических опухолей.
-
Изучить экспрессию рецепторов гормонов, белков-регуляторов клеточного цикла, белков ростовых факторов, генов-онкосупрессоров, рецепторов факторов роста и определить их диагностическую и прогностическую роль в зависимости от гистогенеза метастатической опухоли.
-
Изучить наиболее значимые генетические и эпигенетические аберрации в метастазах в головной мозг в зависимости от гистогенеза метастатической опухоли и определить их прогностическую роль.
-
Разработать оптимальную диагностическую иммуногистохимическую панель для фенотипирования опухолей из невыявленного первичного очага.
Научная новизна
Впервые в отечественной и международной практике на большом клиническом материале (691 случай) систематизированы и проанализированы клинико-морфологические и молекулярно-биологические признаки метастазов опухолей различного гистогенеза в головной мозг. Представленные данные убедительно подтверждают целесообразность и необходимость разделения метастазов в головной мозг (МГМ) на ряд самостоятельных групп, различающихся по гистогенезу, патогенезу, клиническому течению и прогнозу.
Впервые МГМ рассмотрены и исследованы не в качестве частного варианта отдаленных метастазов и разновидности проявления 4 стадии онкологического заболевания, а как самостоятельная форма «метастатической болезни», представляющей отдельную клиническую сущность со своими клиническими, морфологическими и биологическими характеристиками.
Впервые выделены, проанализированы и сравнены гистологические и молекулярные варианты МГМ рака легкого, определена высокоэффективная иммуногистохимическая панель из 4 антител для максимально точной верификации гистогенеза опухоли. Также установлена преобладающая частота рака легкого при МГМ из НПО, составляющая 28 % среди МГМ из известного источника и 82% - из первично не выявленного источника.
При исследовании МГМ рака молочной железы впервые показано статистически значимое прогностическое значение возраста пациентки на момент развития МГМ и наличие ИГХ-экспрессии рецептора эстрогена в опухолевых клетках метастаза. Исследовано клиническое значение экспрессии белка и амплификации гена Her-2-neu в МГМ РМЖ, и впервые проведена сравнительная оценка эффективности этих двух методов в отношении диагностики МГМ.
При исследовании клинико-морфологического профиля МГМ колоректального рака впервые установлено преобладание опухолей из левых отделов толстой кишки с микросаттелитно-стабильным фенотипом.
Впервые на основании 51 случая МГМ прочих (редких) карцином выделены и систематизированы редкие первичные источники МГМ, для которых в целом не характерно метастазирование в головной мозг, и установлено, что преобладающим гистологическим типом опухоли для МГМ данной группы является аденокарцинома.
Впервые разработана и предложена оптимальная диагностическая иммуногистохимическая панель моноклональных антител для определения МГМ из не выявленного первичного очага, способная существенно сократить временные и экономические затраты.
Впервые в отечественной практике установлено, что статистически достоверное прогностическое значение при МГМ имеют значение коэффициента Карновского при поступлении в нейрохирургический стационар и наличие или отсутствие у пациента с МГМ экстракраниальных метастазов на момент постановки диагноза «метастаз в головной мозг».
Практическая значимость
В результате работы выявлены прогностически значимые клинико-морфологические признаки у пациентов с метастазами в головной мозг (МГМ). Проведена иммуногистохимическая (ИГХ) диагностика первичного источника метастазирования при МГМ из НПО. Выполнено определение прогностически и предиктивно значимых генетических нарушений в метастазах рака легкого и молочной железы методом флуоресцентной гибридизации in situ (определение амплификации генов EGFR, Her-2-neu), что играет важную роль в оптимизации дальнейшей тактики ведения и лечения пациентов с метастазами в головной мозг, в том числе при метастазах из не выявленного первичного источника.
Разработанная для определения варианта метастаза рака легкого панель антител включает в себя TTF-1, Napsin A, p63 и цитокератин 5/6, обладает высокой эффективностью для определения дальнейшего ведения пациента.
Определение в метастазе рака молочной железы (РМЖ) экспрессии рецепторов эстрогена, прогестерона, белка-гена Her-2-neu, Ki-67 необходимы для определения молекулярного варианта опухоли, что имеет прогностическое и в перспективе предиктивное значение.
Выделение гистологических и молекулярно-биологических подтипов метастазов рака легкого, молочной железы и толстой кишки в головной мозг делает возможным использование соответствующих ИГХ маркеров в диагностике, а также в качестве фактора прогноза заболевания, будет способствовать оптимизации лечения этих опухолей, позволит увеличить эффективность лучевой терапии и химиотерапии.
Разработанные протоколы проведения современного детального морфологического исследования операционного материала могут быть использованы в практической деятельности патологоанатомов, нейрохирургов, химиотерапевтов, радиологов и онкологов.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Метастазы в головной мозг – гетерогенная группа опухолей, в пределах которой можно выделить подгруппы метастазов по первичному источнику метастазирования. Внутри каждой группы имеется ряд клинико-морфологических факторов и признаков, имеющих прогностическое значение для данной группы.
-
Наличие высокого значения коэффициента Карновского перед нейрохирургической операцией и отсутствие клинически значимых экстракраниальных метастазов – главные независимые факторы прогноза при метастазах в головной мозг.
-
Для определения дальнейшей лечебной тактики и прогноза метастазов в головной мозг следует выделять не только гистогенетические, но и иммуногистохимические и молекулярно-биологические подтипы опухолей с различной экспрессией генов и генетическими нарушениями.
-
Нейрохирургический метод лечения - ведущий в лечении метастазов в головной мозг, играет не только лечебную, но и диагностическую роль, особенно – при метастатическом поражении головного мозга из не выявленного первичного очага, предоставляя материал для ИГХ- диагностики, что является основанием для выбора более дифференцированного подхода применения разных режимов дальнейшего онкологического лечения.
Внедрение результатов в практику
Полученные в работе данные по морфологической, иммуногистохимической и молекулярно-биологической диагностике метастатических опухолей головного мозга используются в практической работе ФМБЦ им. А.И. Бурназяна Федерального медико-биологического агентства России. Основные положения диссертации используются при чтении лекций и проведения практических занятий на кафедре патологической анатомии МГМСУ имени А.И. Евдокимова.
Апробация работы
Основные материалы диссертации были представлены на Шестом Конгрессе нейрохирургов Стран Причерноморья (Стамбул, сентябрь 2009), 13 Всероссийском Онкологическом Конгрессе (Москва, ноябрь 2009), X юбилейной научно-практической конференции «Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, апрель 2011), 4 Международном конгрессе «Опухоли головы и шеи» Байкал-2011, (Иркутск, сентябрь 2011), Втором Евразийском Конгрессе по опухолям головы и шеи (Алматы, май 2011), Втором Евразийском форуме по раку молочной железы (Москва, сентябрь 2011), Глобальном Онкологическом форуме, посвященном 100-летию со дня рождения академика Н.Н.Блохина (Май, 2012), Европейских конгрессах патологоанатомов (Хельсинки, сентябрь 2011; Прага, сентябрь 2012), ежегодных конгрессах Американской Ассоциации по изучению рака (AACR, Сан-Франциско, ноябрь 2011; Вашингтон, апрель 2013).
Степень личного участия в работе
Личное участие в работе автора составляет более 85 %. Сбор данных литературы по теме диссертации, создание оригинальной электронной базы данных клинико-морфологического материала пациентов с МГМ, ее анализ, оценка данных иммуногистохимического и молекулярно-биологического исследования операционного материала от пациентов с МГМ проводилось автором самостоятельно. Внедрение разработанных рекомендаций в клиническую практику, проведение современного морфологического исследования, интерпретация его результатов, выполнение медико-статистического анализа проведены лично. Оформление научных статей, выступления на конференциях, написание и оформление диссертационной работы выполнено автором собственноручно. Оригинальность работы составила 91% от 03.06.2013г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 45 научных работ, в том числе 23 публикация в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, из которых 2 монографии.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 191 странице компьютерного текста, состоит из введения, 4 глав, обзор литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка используемой литературы, включающего 9 отечественных и 265 зарубежных работ. Диссертация иллюстрирована 100 рисунками и 12 таблицами.
