THE ROLE OF MICROSATELLITE INSTABILITY IN AMPULLAR CARCINOMA


O.V. Paklina (1, 3), G.R. Setdikova (1), A.S. Daabul (1), V.P. Shubin (2), N.I. Pospekhova (2), D.L. Rotin (3)

(1) SBHCI CCH n.a. S.P. Botkin of the Moscow Healthcare Department; (2) FSBI "State Research Center of Coloproctology n.a. A.N. Ryzhikh", Moscow; (3) Moscow Clinical Research Center of the Moscow Healthcare Department
Ampullary carcinomas (AC) include tumors in the distal common bile duct and / or the ampullary part of the main pancreatic duct and major duodenal papilla. AC accounts for 0.5% of all cancers of the gastrointestinal tract. AC is characterized by the highest rates of 5-year survival (70%) and low recurrence rate. According to the literature, many authors include AC in the group of tumor with hereditary nonpolyposis colorectal cancer syndrome, which are characterized by a high frequency of microsatellite instability (MSI) due to the presence of germinal mutations in the MSH2, MLH1, PMS2, MSH3, MSH6 and MLH3 genes. The aim of this work was to evaluate the frequency and clinical and biological value of MSI in AC. The work is based on the operating material obtained from 31 patients with AC, who were treated in Moscow institutions in 2003-2015. The study showed that MSI in AC is present in 16.7% of sporadic carcinomas, and is characteristic of tumors with intestinal immunophenotype, and is met with about the same frequency as in colorectal carcinoma. In the only case detected, high level MSI with the loss of DNA repair proteins can be regarded as a predictive factor of hereditary cancer.

Под ампулярной карциномой (АК) подразумевают опухоли, анатомически связанные со следующими структурами [1]:

  • дистальный (интерстициальный) отдел общего желчного протока и/или ампулярная часть главного панкреатического протока – интраампулярный компонент;
  • большой дуоденальный сосочек (БДС).

На долю АК приходится 0,5% от всех злокачественных опухолей желудочно-кишечного тракта. Возраст больных варьируется в пределах 30–85 лет (медиана – 60 лет) с преобладанием мужчин в 1,5 раза [2]. АК характеризуется наиболее высокими показателями 5-летней выживаемости (до 70%) и низкой частотой рецидивов [3]. Несмотря на прогресс, достигнутый в изучении молекулярной онкологии, спектр выявленных молекулярных нарушений в АК на сегодняшний день ограничен [4–7].

В зависимости от различий в экспрессии муцинов 1-го, 2-го и 5АС-типов, среди АК гистологически различают кишечный и панкреато-билиарный типы [4].

По данным литературы, многие авторы включают АК в группу опухолей с синдромом наследственного неполипозного колоректального рака (ННКРР-HNPCC), для которых характерны высокая частота микросателлитной нестабильности (МСН) из-за наличия герминальных мутаций в генах MSH2, MLH1, PMS2,MSH3, MSH6 и MLH3 [8].

МСН (MSI), или феномен RER+-фенотипа (replication error), впервые описан в 1993 г. при изучении карцином толстой кишки [9]. МСН возникает вследствие нарушения системы репарации неспаренных оснований (mismatchrepair, MMR) и проявляется как накопление аллелей с измененной длиной коротких повторов ДНК в злокачественной опухоли.

В настоящее время общепринятым способом анализа RER+-фенотипа в опухолях является тестирование при помощи стандартного набора микросателлитных маркеров, одобренного экспертами Национального института рака США (NationalCancerInstitute, NCI). Рекомендуемая панель включает два квазимономорфных мононуклеотидных микросателлита (BAT25 и BAT26) и 3 динуклеотидных маркера (D5S346, D2S123,и D17S250). Принято выделять микросателлитные стабильные и нестабильные опухоли. Карциномы, демонстрирующие укорочение длины повторов по двум и более маркерам основной панели или имеющие более 30% нестабильных локусов при использовании большего числа маркеров, принято относить к случаям МСН высокого уровня (MSI-H), эквивалентной RER+-фенотипу.

В случае изменения длины только одного локуса из пяти в основной панели или менее 10–20% других маркеров было предложено использовать термин «низкий уровень МСН» (MSI-L) [10].

Частота МСН в АК варьируется от 12,5 до 22% (табл. 1). Тем не менее прогностическая значимость МСН в АК до конца не понятна.

С учетом этих данных целью настоящей работы стала оценка частоты и клинико-биологического значения МСН в АК.

Материал и методы

Работа основана на операционном материале, полученном от 31 больного АК, находившегося на лечении в учреждениях Москвы в 2003–2015 гг. Отмечено незначительное преобладание лиц мужского пола (1,3:1). Возраст больных колебался от 34 до 78 лет. Средний возраст мужчин составил 62, средний возраст женщин – 54 года.

Макроскопическое исследование резецированного органокомплекса проводили с использованием унифицированного алгоритма для АК [18]. Для дальнейшего микроскопического исследования материал фиксировали в 10%-ном забуференном растворе формалина, затем заливали в парафин по обычной методике. Серийные парафиновые срезы толщиной 3 мкм депарафинировали по стандартной схеме, окрашивали гематоксилином и эозином.

Выявление МСН в АК осуществлено в два этапа. На первом этапе применен иммуногистохимический метод – определен уровень белков системы репарации неспаренных оснований ДНК – MLH1, PMS2, MSH2, MSH6. В случае дефицита белков данной репаративной системы диагностировали МСН.

Дальнейшее подтверждение МСН проведено на образцах с наличием дефицита белков репаративной системы. Для молекулярного анализа в качестве источника ДНК использованы парафиновые блоки с помощью набора TIANampFFPEDNAKit (TIANGEN BIOTECH (BEIJING) CO, LTD, Китай). Образцы для молекулярного анализа содержали не менее 80% опухолевой ткани. В качестве контроля ДНК использовали неизмененную слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки и лимфоциты в опухолевой ткани. Определение МСН проведено с помощью фрагментного анализа на приборе ABIPRISM 3500 (Life Technology, США). Использовали панель из 5 парных микросателлитных праймеров (NR21, NR24,BAT25, BAT26, BAT27).

Для определения микросателлитного статуса использовали те же критерии, что и для колоректального рака [19]:

  • МСТ высокого уровня (MSI-H) – не менее 30% используемых маркеров нестабильны;
  • МСТ низкого уровня (MSI-L) – нестабильны 10–30% маркеров;
  • микросателлитная стабильность (MSS).

Силу и значимость связи между анализируемыми признаками оценивали с помощью корреляционного-регрессионного анализа. Для количественных признаков вычисляли корреляционный коэффициент Пирсона. За уровень статистической значимости принимали р<0,05 с использованием пакета программ Statistica для MicrosoftWindows, версия 6.0.

Результаты

В результате проведенного исследования, согласно классификации Adsay V, установлено, что по локализации преобладали ампулярно-двенадцатиперстные АК – 67,7% случаев (21/31), реже встречались ампулярно-протоковые – 19,3% (6/31) и интраампулярные – 12,9% (4/31). По гистологическому типу в зависимости от экспрессии муцинов 1-го, 2-го и 5АС-типов преобладала группа с кишечным фенотипом – 67,7% (21/31), группа с панкреато-билиарным типом выявлена в 29% (9/31) случаев.

В одном случае обнаружена коэкспрессия маркеров как кишечной, так протоковой дифференцировки и опухоль расценивалась как смешанный тип АК. Следует отметить, что во всех случаях АК панкреато-билиарного типа экспрессия муцина 1 сочеталась с экспрессией муцина 5АС, т.е. «истинного» панкреато-билиарного типа с изолированной экспрессией муцина 1-го типа, более характерного при протоковом раке поджелудочной железы, не обнаружено.

При анализе морфологических данных была выявлена прямая корреляционная зависимость между макроскопическим и гистологическим типами АК (r=0,67; р=0,001). Так, для ампулярно-двенадцатиперстного макроскопического типа характерен был кишечный гистологический тип, а для ампулярно-протокового – панкреато-билиарный.

В 90,3% (28/31) случаев АК была представлена местно-распространенными формами: рТ2-инвазия в стенку двенадцатиперстной кишки обнаружена в 35,5% (11/31) случаев; рТ3-инвазия в поджелудочную железу – в 41,9% (13/31); рТ4 – в 12,9% (4/31).

И лишь в 9,7% (3/31) случаев опухоль не выходила за пределы ампулы БДС.

При определении уровня белков системы репарации неспаренных оснований ДНК дефицит белков диагностирован в 41,9% (13/30) случаев. При этом в большинстве (8/13) случаев обнаружен дефицит основания в гене PMS2. Сочетания MLH1/PMS2 (2/13) и MSH2/MSH6 (3/13) встречались реже (рис. 1). Основные морфологические характеристики приведены в табл. 2.

Мы не выявили статистически значимой связи между морфологическими характеристиками опухоли и наличием дефицита гена ДНК.

Далее в этих 13 образцах провели молекулярный анализ (табл. 3). В двух случаях выявили статус MSI-L и только в одном – статус MSI-H (рис. 2). Опухоли со статусом MSI-L и микросателлитные стабильные опухоли были объединены в одну группу для удобства статистической обработки. Во всех случаях отсутствовали как семейный анамнез заболевания, так и синхронные/метахронные опухоли других локализаций.

Мутаций гена BRAF не было обнаружено ни в одном случае.

Заключение

Проведенное исследование показало, что в АК МСН присутствует в 16,7% спорадических карцином и характерна для опухолей с кишечным иммунофенотипом, встречаясь примерно с такой же частотой, что и при колоректальной карциноме [20]. Мутации гена BRAF в нашей серии не обнаружены.

В единственном обнаруженном случае МСН высокого уровня с потерей белков репарации ДНК можно расценить как предиктивный фактор наследственного рака.


About the Autors


D.L. Rotin – Doctor of Medical Sciences, Head of the Pathoanatomical Department of Moscow Clinical Research Center of the Moscow Healthcare Department; e-mail: d.rotin@mknc.ru


Бионика Медиа