CC BY
21
УДК 616.321-006-037:543.384:577.218
О.В. Пославська ОСОБЛИВОСТ1 ЕКСПРЕСП ОНКОПРОТЕ1НУ
P16INK4A В ПЛОСКОКЛ1ТИННИХ РАКАХ ОРОФАРИНГЕАЛЬНО1 Д1ЛЯНКИ
ДЗ «Днтропетровська медична академiя МОЗ УкраХни»
кафедра nатологiчноi анатома i судовоХ медицини
(зав. - д. мед. н., проф. 1.С. Шпонька)
вул. Дзержинського, 9, Днтропетровськ, 49044, Украна
SE «Dnipropetrovsk medical academy of Health Ministry of Ukraine»
Department ofpathological anatomy and forensic medicine
Dzerzhinsky str., 9, Dnipropetrovsk, 49044, Ukraine
e-mail: alexandra.poslavskaya@gmail.com
Ключовi слова: плоскоклтинний рак орофарингеальноХ дшянки, ВПЛ, nрогностичнi та передбачувальнi маркери, p16INK4a
Key words: squamous cell carcinoma of the oropharynx, HPV, prognostic and predictive markers, p16INK4a
Реферат. Особенности экспрессии онкопротеина p16INK4a в плоскоклеточных раках орофарингеальной области. Пославская А.В. До 40% плоскоклеточных раков орофарингеальной области (ПР ОФО) связаны с вирусом папилломы человека высокого онкогенного риска, который проявляет наибольшую тропность к эпителию миндалин. Одним из индикаторов последовательных этапов злокачественного преобразования клеток многослойного эпителия с признаками поражения ВПЧ является накопление онкопротеина p16INK4a, опухолевого супрессора из семейства Ink4. Нахождение чрезмерного количества p16INK4a в свободном состоянии доказывает снижение его супрессорной функции и является показателем активной экспрессии вирусного онкогена Е7. Для многофакторного анализа молекулярных механизмов онкогенной трансформации полученные данные вариантов экспрессии p16INK4a были распределены в зависимости от клинико-морфологических характеристик плоскоклеточных раков. Смешанная ядерно-цитоплазматическая экспрессия p16INK4a более 5% опухолевых клеток наблюдалась в 73,6% случаев, что подтверждает связь пути канцерогенеза раков этой локализации с ВПЧ. Определена статистически достоверная связь между положительным p16INK4a статусом и снижением степени дифференцировки ПР ОФО (р=0,002, r=-0,365). Но в отношении других клинико-мор-фологических характеристик ПР ОФО и маркера p16INK4a статистически достоверной разницы между группами обнаружено не было (p>0,05), что отрицает его прогностически-предсказательное значение в диагностике плоскоклеточных раков этой локализации.
Abstract. Features of expression of oncoprotein p16INK4a in squamous cell carcinomas of the oropharynx. Poslavskaya O.V. Up to 40% of squamous cell carcinoma of the oropharynx (SCCO) are associated with human papillomavirus of a high oncogenic risk, which shows the greatest affinity to the epithelium of the tonsils. One of the indicators of malignant transformation of the multilayered epithelium cells with evidence of HPV lesions is the accumulation of oncoprotein p16INK4a, tumor suppressor from Ink4 family. Presence of excessive amount ofp16INK4a in a free state shows its reduced suppressor function and is an indication of the active expression of viral oncogene E7. For multivariate analysis of molecular mechanisms of oncogenic transformation, the obtained data of p16INK4a expression options were distributed according to the clinical and morphological characteristics of squamous cancers. Mixed nuclear-cytoplasmic expression of p16INK4a more than 5% of tumor cells was observed in 73.6% of cases, which confirms the relations of path of carcinogenesis of cancers of this localization with HPV. Statistically significant association between a positive p16INK4a status and decrease of the degree of of SCCO differentiation (p=0,002, r=-0,365) was determined. But with respect to other clinical and morphological characteristics of SCCO and marker p16INK4a statistically significant differences between groups were not found (p>0.05), this denies its prognostic and predictive value in the diagnosis of SCCO.
Дуже багато дослщжень останшх роюв при-свячено пошуку етюлопчних чинниюв та обтя-жуючих факторiв виникнення плоскокттинних раюв орофарингеально! дшянки (ПР ОФО) з метою вивчення вшх ланок канцерогенезу та можливосп впливу на них. Палшня/жування тютюну та зловживання алкоголем - домiнуючi фактори ризику, яю при сумюнш ди беруть на
себе до 75% випадюв ПР ротово! порожнини та глотки в кра!нах, що розвиваються. Проте до 40% ПР ОФО пов'язаш з вiрусом папшоми людини (ВПЛ) високого онкогенного ризику [11]. Особливу увагу придшяють рiзницi мiж ротовою порожниною та глоткою тому, що ВПЛ проявляе бшьшу тропнють до ештелда миг-далиюв [6, 10]. Поширення ВПЛ-позитивних ПР
серед когорт народження останшх десятирiч пов'язують 3i змiною сексуально! активност й особливу роль в шфшуванш вiдводять оральному сексу та вживанню наркотикiв серед молодi [10, 11].
Пiсля глобальних клшчних дослiджень еш-телiю шийки матки методом ПЛР в 1996 рощ ВООЗ прийняла положення, що ВПЛ високого онкогенного ризику (тип 16, 18, 31, 33, 45, 56) е чинником виникнення ПР шийки матки [1]. Мор-фолопчна схожють епiтелiю ОФО та шийки матки дало тдставу дослiдникам поеднати i шляхи канцерогенезу. Дослiдження по виявленню ролi ДНК ВПЛ в розвитку епiтелiальних пухлин довело зв'язок ВПЛ з пухлинами ОФО, горташ, стравоходу, сечового мiхура, але для дiагностики та прогнозу передракових змш важливо не тiльки знайти ДНК ВПЛ певного типу, але й об'еднати локалiзацiю ДНК з морфолопчними змшами в ештели [2]. ВПЛ-позитивш пухлини формують групу з клшчними особливостями та «базаль-ною морфолопею». Тому роль штеграцп ВПЛ, як потенцшного фактору прогнозу для ПР ОФО, широко обговорюеться в лiтературi [2, 10, 11].
Одним з iндикаторiв послiдовних етапiв злоякiсного перетворення кл^ин багатошарового епiтелiю (БПЕ) ОФО, з ознаками ураження ВПЛ, е накопичення онкопроте!ну p16INK4a, що е пух-линним супресором з родини Ink4. Члени ще! родини е шпб^орними субодиницями Cdk (CKIs - Cdk inhibitors), що зупиняють кттинний цикл у вiдповiдь на рiзнi поза- та внутрiшньоклiтиннi сигнали. Знаходження надмiрно! кiлькостi p16INK4a у вшьному (незв'язаному з Cdk6) станi доводить зниження його супресорно! функци i е показником активно! експресi! вiрусного онкогену Е7.
Мета дослiдження: з'ясувати прогностично-передбачувальне значення маркеру p16INK4a в дiагностицi плоскоклiтинних ракiв орофарин-геально! дiлянки.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛЩЖЕНЬ
У дослiдженнi проведено ретроспективний аналiз первинного бiопсiйного матерiалу 72 па-цiентiв (69 чоловiкiв - 95,8% i 3 жiнок - 4,2%) з ПР ОФО III клшчно! стадi! (T3N0-2M0), якi отри-мали комбiноване лiкування без оперативного втручання в ЛОР-онкологiчному вiддiленнi Дш-пропетровсько! обласно! клiнiчно! лiкарнi iм. I.I. Мечникова в перiод з 2000 по 2008 р. Вш у груш коливався в дiапазонi 39 - 67 роюв, серед-нiй вiк становив 53,92+1,15 року.
За пстолопчною будовою всi спостереження були представлеш ПР високого (n=26; 36%), по-мiрного (n=38; 57,8%) та низького (n=8; 11,1%)
ступеня диференщювання. З них 42 (58,4%) ви-падки ПР мигдаликiв з ураженням передньо! або задньо! дужки, 23 (31,9%) випадки ПР стшок глотки i 7 (9,7%) випадюв ПР корiння язика. Також весь матерiал був розподiлений на двi групи залежно вiд ураження лiмфатичних вузлiв ши!: пацieнти без метастазiв у регiональнi лiм-фатичнi вузли (T3N0M0) - 34 (47,2%) спостереження i пацieнти з виявленими регюнарними метастазами (T3Ni_2M0) - 38 (52,8%) спосте-режень.
Ктшчний ефект лшування оцiнювався на 14-й день тсля закiнчення неоад'ювантного лшу-вання (два курси полiхiмiотерапi! (ПХТ) за схемою PBMF: цисплатин 50 мг, метотрексат 50 мг, блеоцин 30 мг, фторурацил 500 мг) та V лшувального курсу променево! терапп (С0Д=40Гр) за крш^ями RECIST (Response Evaluation Criteria in Solid Tumors) Version 1.0 (2000) при врахуванш вiзуального (за даними орофарингоскопи, цифрово! вiдеоендоскопi!' глотки з масштабною фотографieю пухлини й реriонарних метастазiв у лiмфатичнi вузли) та топiчного (за даними КТ, УЗД) регресу пухлини в комплекс зi шкалою лшувального патомор-фозу пухлини й регюнарних метастазiв у лiмфатичнi вузли (визначення ОДЖОП). Пози-тивний ефект вщ лiкування визначався при клiнiчних ознаках наявносп "часткового", "позитивного" або "повного" вiзуального та топiчного регресу пухлини в поеднанш з наявшстю 2-6-го ступеня морфологiчного лiкувального пато-морфозу (ОДЖОП < 75 %). Для отримання достовiрних даних дослщження групи пацiентiв iдентичнi за основними параметрами. З метою стандартизацп результат лiкування як критерiй оцiнювання був обраний стушнь регресу пухлини у вщсотках лише пiсля першого курсу ПХТ. Негативною вiдповiддю вважався стушнь в> зуального регресу ПР ОФО 0-50%, позитивною -51-100%. За цим критерiем пащеш!в також було розподшено на 2 групи: з позитивною вщпо-вiддю на ПХТ - 40 (55,6%) випадюв i з негативною вщповщдю - 32 (44,4%) спостереження.
Для проведення 1ГХ дослiдження вико-ристовували формалш-фшсоваш i парафiн-залитi примiрники бюпсшного матерiалу ПР ОФО. В якосп первинних використовувалися монокло-нальнi антитша до p16INK4a (клон JC8, LabVision). Титр розведення 1:50 з використанням у якосп розчинника спецiального розчину Antibody Diluent (DakoCytomation). Для щентифшаци реакцi! використовували надчутливу систему в> зуалiзацi! UltraVision Quanto (LabVision), з нане-сенням в якостi хромогену 3^амшобензидин
тетрахлориду (ДАБ) (Quanto, LabVision). Для вщокремлення неспецифiчних тканинних структур зрiзи додатково забарвлювали гематокси-лiном Майера протягом 1-3 хвилин. p16INK4a-позитивним статус ПР вважався, якщо корич-невих ядер/клiтин налiчувалося >5%, зпдно з рекомендацiями iнших авторiв [5]. Отримаш данi розраховувалися за допомогою IBM PC сумю-ного комп'ютера "Pentium 4" в програмi SPSS Statistica 17.0., за методологiею, рекомендованою багатьма дослiдниками [2, 3, 7-9].
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ÏX ОБГОВОРЕННЯ
Bti ПР ОФО за експресiею маркеру p16INK4a були подiленi на двi групи:
• ПР ОФО з р^^^-позитивним статусом, p16INK4a (+), куди ввшшла найбiльша частка спо-стережень - 53 випадки (73,6%) iз середнiм зна-ченням експресiï бшьше 5%.
• ПР ОФО з р^^^-негативним статусом, p16INK4a (-), що об'еднали 19 спостережень (26,4%) iз середнiм значенням експресiï на рiвнi 5% i менше.
Дiапазон значень експреси маркеру p16INK4a в ПР ОФО вщзначався в межах вщ 2% до 67% i в середньому становив 46,7±1,52%. Забарвлення
виявлялося у виглядi дифузного розмiщення iмуноriстохiмiчноl мiтки або «гшздами» та «язиками». Особливо до себе привертали увагу осередки ПР ОФО з ознаками койлоцитарно! атипи. При забарвленнi гематоксилшом-еозином такi осередки вiдрiзнялися наявнiстю клггин, що значно варiювали за розмiром та формою, мали перинуклеарну св^лу цитоплазматичну зону i ядерну атишю: центрально або ексцентрично розмiщенi зменшеш й пiкнотичнi ядра койло-ципв, що мали нерiвнi контури i гiперхромазiю. Такi клiтини мали змшане ядерно-цито-плазматичне розмiщення iмуноriстохiмiчноl м^ки, що е наслiдком глибоких дегенеративних змш i накопичення пероксидази, яка дае неспе-цифiчне цитоплазматичне забарвлення з хромогеном ДАБ. Саме з цим пов'язана i ядерно-цитоплазматична реакцiя з р161Ж4а високо! iнтенсивностi в клiтинах ПР ОФО з вираженими дистрофiчними змiнами та ознаками апоптозу. Для багатофакторного аналiзу молекулярних механiзмiв онкогенно! трансформаци в ПР ОФО отримаш даш варiантiв експреси р161Ж4а були розподiленi залежно вiд клiнiко-морфологiчних характеристик (табл.).
Розиодш кл1н1ко-морфолог1чних характеристик ПР ОФО за ексирес1ею p16
INK4a
Кл1н1ко-морфолог1чн1 характеристики ПР ОФО
Всього n = 72
p161NK4a < 5%
p161NK4a > 5%
р
Стать
Чоловши 69 18 (26,1%) 51 (73,9%)
Жтки 3 1 (33,3%) 2 (66,7%)
Первинна локал1зац1я
Мигдалики 42 19 (21,5%) 33 (78,5%)
Глотка 23 6 (26,1%) 17 (73,9%)
Кор1ння язика 7 4 (57,1%) 3 (42,9%)
Стугань диференщювання
Високий 26 11 (42,3%) 15 (57,7%)
Пом1рний 38 8 (21,1%) 30 (78,9%)
Низький 8 8 (100%)
Метастази в л/в mrn
T3N0M0 34 10 (29,4%) 24 (70,6%)
T3N1-2M0 38 9 (23,7%) 29 (76,3%)
В1диов1дь на ХТ
Позитивна 40 12 (30%) 28 (70%)
Негативна 32 7 (21,9%) 25 (78,1%)
0,782 0,177
0,002
0,585 0,440
П р и м i т к а . Статистично достовiрним зв'язок вважався при р<0,05.
Даш таблиц свiдчать про вiдсутнiсть статистично достовiрноï рiзницi в групах з пози-тивним i негативним р^^^-статусом у па-цiентiв рiзноï статi (р=0,782). Також вiдносна кшьюсть випадкiв ПР ОФО з p16INK4a > 5% у пiдгрупах рiзних первинних локалiзацiй була досить однорiдною (ПР мигдалиюв 78,5%, ПР
глотки 73,9%) о^м ПР корiння язика (42,9%), але, за результатами точного тесту Фшера, за-лежностi експресiï вiд первинноï локалiзацiï знайдено не було (р=0,177).
Пвдгрупи ПР ОФО рiзного ступеня диференщювання суттево вiдрiзнялися кшьюстю позитивних за р^^^-статусом спостережень з
ч^кою тенденщею до збшьшення eKcnpeciï з одночасним зниженням ступеня диференщю-вання - 57,7%, 78,9% i 100% вiдповiдно. Тобто кшьюсть низькодиференцiйованих ПР ОФО з високою експресieю p16INK4a збiльшилася в 1,3 разу вщносно помiрнодиференцiйованих ПР ОФО i в 1,7 ropiBMTO з ПР ОФО високого ступеня диференщювання. Визначений помiрний негативний кореляцiйний зв'язок мiж p16INK4a(+) статусом i зниженням ступеня диференщювання ПР ОФО (р=0,002, r=-0,365). Цi данi узгоджу-ються з результатами й шших дослiдникiв [3, 4, 8]. Hafkamp H.C. et al. (2008) знайшли iнтеграцiю ВПЛ 16 типу в 41% ПР мигдалиюв i ïï значну корелящею з надекспресieю p16INK4a, що тд-тверджуе надiйнiсть цього маркеру для вияв-лення ВПЛ. Присутнiсть ВПЛ шфекцп значно корелювала з низьким вживанням тютюнових (p=0,002) i алкогольних (p=0,011) виробiв, низьким ступенем диференщаци (p=0,019) (як i в нашому дослiдженнi), невеликим об'емом пухлини (p=0,024) i меншим вiдсотком локально-регiональних рецидивiв (p=0,039) [6]. Але треба вщзначити, що в шдгрупах з метастазами i без та рiзною вiдповiддю на ХТ статистично досто-вiрноï рiзницi мiж експреаею маркеру p16INK4a нами визначено не було (р=0,585 i р=0,440 вiдповiдно), що суперечить даним деяких ав-торiв. Lewis J.S. et al. (2010) iз 239 випадюв ПР ОФО в 187 (78%) знайшли суттеву експресда маркеру p16INK4a, з яких 139 (74%) були пози-тивними i на ВПЛ високого онкогенного ризику. У зразках позитивних за р^^^-статусом дослщники не знайшли статистично достовiрноï рiзницi у виживаносп мiж ВПЛ (+) i ВПЛ (-)
групами. Але p16INK4a(+) ПР ОФО мали набагато кращий прогноз, нiж p16INK4a(-) [7]. Kuo K.T. et al. (2008) вщзначають кращий прогноз для пацiентiв з ПР мигдалиюв i з надекспрешею p16INK4a, i з iнфекцiею ВПЛ, порiвняно з ПР, що мають негативний статус за обома категорiями [9]. Це пiдтверджуе i робота Kumar B. et al. (2008), як дослщжували ПР ОФО i також вiдмiчають сильний кореляцiйний зв'язок мiж iнфiкуванням ВПЛ i надекспреаею p16INK4a (р=0,0001), а з боку p16INK4a - значну асоцiацiю з вщповщдю на передоперацiйну хiмiотерапiю (р=0,008), комбiновану хiмiопроменеву терапiю (р=0,009) i загальну виживанiсть (р=0,001) [5].
ВИСНОВКИ
1. При виявленш плоскоклiтинного раку орофарингеально!' дшянки необхщно проводити додаткове iмуногiстохiмiчне дослiдження з про-гностичною та передбачувальною метою для вибору доцiльноï схеми лiкування.
2. Змшана ядерно-цитоплазматична експресiя онкопротешу p16INK4a бiльше 5% пухлинних клiтин спостер^алася в 73,6% ПР ОФО, що тдтверджуе зв'язок шляху канцерогенезу раюв цiеï локалiзацiï з ВПЛ.
3. Визначений статистично достовiрний зв'язок мiж позитивним p16INK4a(+) статусом i зниженням ступеня диференщювання ПР ОФО (р=0,002, r=-0,365). Але вщносно iнших клшко-морфологiчних характеристик ПР ОФО i маркеру p16INK4a статистично достовiрноï рiз-ницi мiж групами знайдено не було (р>0,05), що заперечуе його прогностично-передбачувальне значення в дiагностицi ПР ОФО.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Запорожан В.М. Гшеколопчна патологiя: атлас: навч. поибник / В.М. Запорожан, М.Р. Цегельский. - Одеса: Одес. держ. мед. ун-т, 2002. - 308 с.
2. Петров С.В. Руководство по иммуногисто-химической диагностике опухолей человека. - 3-е изд., доп. и перераб / С.В. Петров, Н.Т. Райхлин. -Казань: Титул, 2004. - 456 с.
3. Bradley K.T. Immunohistochemical detection of p16INK4a in dysplastic lesions of the oral cavity / K.T. Bradley, S.D. Budnick, S. Logani // Modern Pathology. - 2006. - Vol. 19, N 2. - P. 1310-1316.
4. Combined analysis of HPV DNA, p16, p21 and p53 to predict prognosis in patients with stage IV hypopharyngeal carcinoma / P. Ernoux-Neufcoeur, M. Ara-fa, Ch. Decaestecker [et al.] // J. Cancer Res. Clin. Oncol. - 2011. - Vol. 137. - P. 173-181.
5. EGFR, p16, HPV Titer, Bcl-xL and p53, sex, and smoking as indicators of response to therapy and survival in oropharyngeal cancer / B. Kumar, K. G. Cordell, J. S. Lee [et al.] // Clin. Oncol. - 2008. - Vol. 26, N 19. -P. 3128-3137.
6. Marked differences in survival rate between smokers and nonsmokers with HPV 16-associated tonsillar carcinomas / H.C. Hafkamp, J.J. Manni, A. Haese-voets [et al.] // Cancer. - 2008. - Vol. 122, N 12. -P. 2656-2664.
7. p16 positive oropharyngeal squamous cell carci-noma:an entity with a favorable prognosis regardless of tumor HPV status / J.S. Jr. Lewis, W.L. Thorstad, R.D. Chernock [et al.] // Amer. J. Surgical Pathology. -2010. - Vol. 34, N 8. - P. 1088-1096.
8. Prognostic significance of p16 protein levels in oropharyngeal squamous cell cancer / P.M. Weinberger,
Z. Yu, B.G. Haffty [et al.] // Clin. Cancer Res. - 2004. -Vol. 10. - P. 5684-5691.
9. The biomarkers of human papillomavirus infection in tonsillar squamous cell carcinoma-molecular basis and predicting favorable outcome / K.T. Kuo, C.H. Hsiao, C.H. Lin [et al.] // Mod. Pathol. - 2008. - Vol. 21, N 4. - P. 376-386.
10. The role of human papillomavirus 16 E6 in anchorage-independent and invasive growth of mouse
tonsil epithelium / A.C. Hoover, W.C. Spanos, G.F. Harris [et al.] // Arch. Otolaryngol Head Neck Surg.-2007.-Vol. 133, N5.-P. 495-502.
11. World Health Organization of tumours pathology and genetics of head and neck tumours / L. Barnes, J. Eveson, P. Richard [et al.]. - Lyon, France: IARC Press, 2005. - 430 p.
REFERENCES
1. Zaporozhan VM, Tsehelskyy MR. [Gynecological pathology: Atlas]. Odessa: Odessa medical university. 2002;308. Ukrainian.
2. Petrov SV, Reichlin NT. [Guide on immunohis-tochemical diagnosis of human tumors: 3-rd ed.]. Kazan: TItul. 2004;456. Russian.
3. Bradley KT, Budnick SD, Logani S. Immuno-histochemical detection of p16INK4a in dysplastic lesions of the oral cavity. Modern pathology. 2006;19(2):1310-16.
4. Ernoux-Neufcoeur P, Arafa M, Decaestecker C, et al. Combined analysis of HPV DNA, p16, p21 and p53 to predict prognosis in patients with stage IV hypopharyngeal carcinoma. J. cancer res. clin. oncol. 2011;137:173-81.
5. Kumar B, Cordell K G, Lee JS, et al. EGFR, p16, HPV Titer, Bcl-xL and p53, sex, and smoking as indicators of response to therapy and survival in oropharyngeal cancer. Clin. oncol. 2008;26(19):3128-37.
6. Hafkamp HC, Manni JJ, Haesevoets A, et al. Marked differences in survival rate between smokers and
nonsmokers with HPV 16-associated tonsillar carcinomas. Cancer. 2008;122(12):2656-64.
7. Lewis JSJr, Thorstad WL, Chernock RD, et al. p16 positive oropharyngeal squamous cell carcinoma:an entity with a favorable prognosis regardless of tumor HPV status. American journal of surgical pathology. 2010;34(8):1088-96.
8. Weinberger PM, Yu Z, Haffty BG, et al. Prognostic significance of p16 protein levels in oropharyngeal squamous cell cancer. Clin. cancer res. 2004;10:5684-91.
9. Kuo KT, Hsiao CH, Lin CH, et al. The biomar-kers of human papillomavirus infection in tonsillar squamous cell carcinoma-molecular basis and predicting favorable outcome. Mod. pathol. 2008;21(4):376-86.
10. Hoover AC, Spanos WC, Harris GF, et al. The role of human papillomavirus 16 E6 in anchorage-independent and invasive growth of mouse tonsil epithelium. Arch. otolaryngol head neck surg. 2007;133(5):495-502.
11. Barnes L, Eveson J, Richard P, et al. World Health Organization of tumours pathology and genetics of head and neck tumours. Lyon, France: IARC Press, 2005;430.
CraTra Hagmm^a go pegaKmi' 29.02.2016
♦
