Молекулярно-генетические исследования в диагностике уротелиальной карциномы (УК) органов мочевыделительной системы (МВС) свидетельствуют о том, что эти опухоли объединяют множество молекулярно-гетерогенных вариантов с различными лечебными эффектами и прогностическими результатами. Так, впервые D. Lindgren и соавт. (2012) установили, что мышечно-инвазивная УК (МИУК) с фенотипом плоскоклеточного рака клинически имеет более агрессивное течение. В своих исследованиях D. Lindgren и соавт. (2012) и W. Choi и соавт. (2014) верифицировали эту опухоль как УК базального фенотипа, которая характеризовалась р63-активизацией, экспрессией СК5/6, EGFR и CD44, агрессивным клиническим течением, но являлась чувствительной к неоадъювантной химиотерапии (НХТ). Другую группу УК с мутацией FGFR3 идентифицировали как люминальный фенотип. Наряду с этим был установлен р53-подобный фенотип, устойчивый к НХТ [1, 2].

В последнее время имеется множество данных по поиску и анализу молекулярно-генетических маркеров УК МВС. В первую очередь это связано с быстрым развитием методов, позволяющих обнаружить функциональные и структурные генетические изменения в УК. К наиболее современным методам в диагностике УК относят выявление дифференциально-экспрессирующихся м-РНК. Установлено, что м-РНК участвуют в канцерогенезе в качестве онкогенных или онкосупрессивных молекул и их экспрессия служит важным показателем для определения заболевания, а также для его прогнозирования. В настоящее время известны наборы, выявляющие дифференциально значимую для молекулярной диагностики различных гистологических вариантов УК экспрессию м-РНК [3, 4]. В связи с этим на сегодняшний день существует 4 основные классификации, определяющие молекулярные типы непрогрессирующих и прогрессирующих УК МВС:

1) классификация Университета Северной Каролины, США (UNC) — МИУК люминального и базального подтипов;

2) классификация Онкологического центра им. М.Д. Андерсона, США (MDA) — МИУК люминального, ТР53-подобного и базального подтипов;

3) классификация Лундского университета, Швеция (Lund) — мышечно-неинвазивные (МНУК) и МИУК уробазального А/В, геномно-нестабильного, эпителиально-инфильтративного, мезенхимально-инфильтративного, плоскоклеточного и мелкоклеточного/нейроэндокринного подтипов;

4) классификация Атласа ракового генома, США (TCGA) — МИУКI, II, III и IV кластеры [5—7].

Следует отметить, что молекулярные подтипы УК в каждой классификационной схеме имеют характерные иммуногистохимические (ИГХ) особенности. Вместе с тем результаты проведенных исследований нередко демонстрируют несоответствие геномного профиля УК ее иммунофенотипу, что усложняет ИГХ-верификацию молекулярных подтипов [8, 9]. Вследствие этого в 2017 г. группа ученых TCGA на основании исследования всего генома и молекулярного профилирования разработали и опубликовали альтернативную консенсусную классификацию УК МВС с наиболее широким ИГХ-профилем для каждого молекулярного подтипа. В последней классификации TCGA поверхностные УК подразделены на три различные геномные группы (I, II и III классы), а МИУК — на люминально-папиллярный (ЛП), люминально-инфильтративный (ЛИ), люминальный (ЛМ), базально-плоскоклеточный (БП) и нейрональный (НР) подтипы с индивидуальной тактикой лечения (рис. 1)

Цель исследования — сравнительная морфологическая и иммунофенотипическая характеристика молекулярных подтипов УК МВС.

Клинические данные. Объектом исследования послужили архивные биологические и текущие биопсийные материалы от 196 больных (127 мужчин и 69 женщин) в возрасте от 33 до 89 лет (средний возраст 66,2 года), проходивших хирургическое лечение в Урологической клинике ПМГМУ им. И.М. Сеченова и Урологическом центре научного клинического центра (НКЦ) ОАО РЖД по поводу уротелиального рака почечной лоханки и мочевого пузыря в период с 2010 по 2017 г.

Гистологическое исследование. Все новообразования распределялись по соответствующим группам на основании последней гистологической классификации опухолей мочевыделительной системы с изменениями (ВОЗ, 2016). Уровень инвазии (рТ_а-4) определяли согласно протоколу 7-го издания TNM-классификации опухолей мочевыделительной системы [12—15].

ИГХ-исследование. Серийные срезы толщиной 5 мкм депарафинировали и регидратировали по стандартной методике. Для «демаскировки» антигенов срезы подвергали высокотемпературной обработке в цитратном буфере и инкубировали 5 мин с 3% Н₂О₂ (для каждого антитела в соответствии с рекомендуемым протоколом). Список использованных антител приводится в табл. 1.

Поверхностные папиллярные УК (ППУК) выявлены в 65 (35%) случаях (42 мужчины и 23 женщины). Преобладали неинвазивные папиллярные уротелиальные карциномы (НПУК, n=49). Из них в 37 (19%) наблюдениях опухолевые клетки имели низкую степень анаплазии, а в 12 (6%) случаях неинвазивный рак соответствовал высокой степени анаплазии. У остальных 19 (10%) пациентов обнаружена УК в стадии рТ₁. Из них в 14 случаях морфология опухоли соответствовала классической инвазивной УК, а в 3 опухолях отмечался инвертированный характер роста. По 1 случаю в опухолевой ткани визуализировались очаги парадоксальной дифференцировки и тубулярные структуры.

При ИГХ-исследовании в 36 наблюдениях выявлена сильнопозитивная коэкспрессия маркерных антигенов люминального фенотипа (СК18, СК20 и уроплакин III). Из них в 24 случаях обнаружена сильнопозитивная экспрессия циклинов ранней фазы (G1) клеточного цикла (циклины D1 и E1). По иммунофенотипическим показателям, согласно классификации TCGA (2017 г.), все 24 опухоли были включены в I молекулярный класс. В остальных 12 наблюдениях выявлена сильнопозитивная коэкспрессия на циклины поздних фаз (S и M) клеточного цикла — циклины A и B. Кроме того, эти опухоли в умеренно-позитивном диапазоне реагировали на ИГХ-маркеры эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП): виментин, ZEB-2 и соответствовали II молекулярному классу.

В III молекулярный класс вошло 32 случая с сильнопозитивной коэкспрессией специфических антител базальных клеток: СК5/6, СК14, CD44 (табл. 2, рис. 2)

Таким образом, из 24 ППУК, составляющих I молекулярный класс, 22 (92%) опухоли соответствовали стадии рТа. Из них в 16 (67%) случаях опухолевая ткань состояла из клеток низкой степени анаплазии, а в 6 (25%) наблюдениях в клетках визуализировались признаки высокой степени анаплазии.

Из 12 ППУК, вошедших во II молекулярный класс, морфология 11 (92%) новообразований соответствовала МНУК (рТ1). Из них в 9 (76%) наблюдениях верифицирована МНУК классического строения и по 1 (8%) случаю МНУК с парадоксальной дифференциацией и инвертированным характером роста соответственно. Только в 1 (8%) случае обнаружена НПУК (рТа).

Из 32 ППУК, составляющих III молекулярный класс, 26 (81%) опухолей соответствовали стадии рТа. Из них 21 (66%) и 5 (16%) новообразований имели гистологическую структуру НПУК НС и ВС соответственно. Из 6 (19%) МНУК (рТ₁) в 4 наблюдениях выявлена МНУК классического строения, а в 2 — МНУК с инвертированным характером роста (табл. 3).

Наряду с этим в отличие от предыдущих молекулярных классов в III классе преобладали пациенты женского пола (n=18; 56%). Соотношение общего числа мужчин и женщин в группе МНУК составило 1,83.

МИУК выявлены в 131 (65%) случае (85 мужчин и 46 женщин). Из них 64 новообразования соответствовали стадии рТ₂. МИУК классического строения выявлена в 35 (27%) случаях. В 5 МИУК выявлены морфологические признаки плоскоклеточной, а в 2 — железистой метаплазии. Микропапиллярный, микролюминальный и светлоклеточный варианты МИУК обнаружены в 12 случаях (по 4 соответственно). По 2 случая имели место при МИУК с парадоксальной, плазмоцитоидной и перстневидно-клеточной дифференцировкой, а также МИУК с тубулярным компонентом соответственно. В 1 наблюдении МИУК имела инвертированный характер роста, а 3 случаях — псевдосаркоматозную строму.

Глубина инвазии в 54 опухолях соответствовала стадии рТ₃. Среди них также преобладали МИУК классического строения и с плоскоклеточной метаплазией (15 и 13 наблюдений соответственно). В 6 МИУК в экстрацеллюлярном матриксе визуализировались псевдосаркоматозные микроареалы. По 3 случая МИУК верифицированы лимфоэпителиомоподобного и липоидного вариантов, а также МИУК с плазмоцитоидной и перстневидно-клеточной дифференцировкой соответственно. В 4 наблюдениях выявлена низкодифференцированная МИУК. В 2 случаях обнаружены светлоклеточная МИУК и МИУК с железистой метаплазией, по 1 случаю – микролюминальный и саркоматоидный варианты МИУК, а также МИУК с тубулярным компонентом соответственно.

У 3 из 10 пациентов с микропапиллярной МИУК выявлена стадия рТ₄. По 1 случаю диагностированы лимфоэпителиомоподобная липоидная низкодифференцированная саркоматоидная МИУК, а также МИУК с плоскоклеточной метаплазией, псевдосаркоматозной стромой и канцеризацией собирательных канальцев.

При ИГХ-исследовании в 95 (74%) МИУК выявлена сильно- и выраженно-позитивная коэкспрессия маркерных антигенов люминального фенотипа: CK20, GATA-3 и FOXA-1. В 57 (44%) случаях микроскопически опухоль была представлена сосочковыми выростами с гнездовидным, псевдоальвеолярным, трабекулярным, солитарно-диффузным характером роста в зонах инвазии. В соответствии с классификацией TCGA (2017) все опухоли папиллярного строения с люминальным фенотипом вошли в ЛП-молекулярный подтип [20]. В опухолях с ЛП-фенотипом в сильнопозитивном диапазоне в 25 наблюдениях также выявлена экспрессия E-Cadherin, в 19 случаях — SNX31, в 12 новообразованиях — Cyclin D1, в 9 — Rb1, а в 4 — р16. Кроме того, в 16 случаях обнаружена выраженно-позитивная экспрессия E-Cadherin. Полученные результаты демонстрируют, что для ЛП-опухолей наиболее характерна умеренно-позитивная коэкспрессия Cyklin D1, уроплакина II, SNX31, р16, Rb1 и Р-Cadherin.

По данным исследователей TCGA, опухоли с ЛИ-фенотипом отличаются интенсивной экспрессией белков ЭМП [21]. В нашем исследовании в 24 (19%) МИУК с люминальным иммунофенотипом выявлена позитивная реакция на ZEB-2 и виментин. В 20 и 11 случаях обнаружена сильнопозитивная коэкспрессия ZEB-2 и виментина соответственно. В то же время экспрессия ZEB-2 и виментина в умеренно-позитивном диапазоне наблюдалась в 4 и 2 новообразованиях соответственно. В 14 случаях с фенотипом ЛИ обнаружена сильнопозитивная экспрессия P-Cadherin.

Люминальные МИУК с преобладанием в опухолевой популяции кластеров с иммунофенотипом «зонтичных» клеток отнесены в ЛМ-молекулярный подтип. Опухоли ЛМ-подтипа характеризуются интенсивной экспрессией уроплакинов I и II, а также SNX31 [10]. В нашем исследовании ЛМ-подтип составили 14 (11%) новообразований. Во всех случаях выявлена сильнопозитивная коэкспрессия уроплакина II и SNX31. Экспрессия уроплакина III во всех опухолях наблюдалась в умеренно-позитивном диапазоне. В 4 случаях обращала на себя внимание умеренно-позитивная коэкспрессия Е- и Р-Cadherin.

В 31 (24%) новообразовании обнаружена выраженная коэкспрессия антител базального фенотипа: СК5/6, CK14 и CD44. Все эти случаи составили БП-молекулярный подтип [22]. Из остальных использованных в исследовании ИГХ-маркеров в сильнопозитивном диапазоне экспрессия Р-Cadherin и GATA-3 выявлена в 25 и 6 случаях соответственно. В 6 наблюдениях визуализировалась выраженно-позитивная реакция на Р-Cadherin.

В 2 (2%) наблюдениях обнаружена сильнопозитивная экспрессия ИГХ-маркеров нейроэндокринной дифференцировки, а именно хромогранина и TUBB2B. Оба случая вошли в состав НР-молекулярной группы [23]. Эти опухоли также отличались сильнопозитивной экспрессией Р-Cadherin. В обоих случаях из остальных использованных в исследовании ИГХ-маркеров выявлена лишь коэкспрессия CK5/6 и CD44 в умеренно-позитивном диапазоне (табл. 4;

Таким образом, из 57 МИУК, составляющих ЛП-молекулярный подтип, 44 (77%) опухоли соответствовали стадии рТ₂, а 13 (23%) новообразований — стадии рТ₃. Из них в 35 (60%) наблюдениях верифицирована МИУК классического строения, по 4 случая МИУК cоответственно микролюминального, микропапиллярного и светлоклеточного вариантов. В 3 (5%) опухолях диагностирована МИУК с псевдосаркоматозной стромой и по 2 (4%) случая МИУК с парадоксальной дифференциацией, железистой метаплазией и тубулярным компонентом. В 1 (2%) наблюдении выявлена МИУК с инвертированным характером роста.

Из 24 МИУК с ЛИ-фенотипом в 16 (67%) случаях глубина инвазии опухоли соответствовала стадии рТ₃. В 6 (25%) случаях обнаружена стадия рТ₄, в 2 (8%) — рТ₂. Из них в 8 (33%) наблюдениях верифицирована МИУК с псевдосаркоматозной стромой, по 4 случая лимфоэпителиомоподобного и липоидного вариантов МИУК. В 5 (21%) опухолях обнаружены морфологические признаки МИУК с плазмоцитоидной и перстневидно-клеточной дифференциацией. В 3 (12%) случаях диагностирована микропапиллярная УК.

Из 14 МИУК, вошедших в ЛМ-молекулярный подтип, в 9 (64%) опухолях выявлена стадия рТ2. В 5 (36%) МИУК глубина инвазии соответствовала стадии рТ₃. Из них в 6 (43%) наблюдениях обнаружена МИУК с пседосаркоматозной стромой. В 3 (21%) случаях опухоль имела гистологическое строение МИУК с парадоксальной дифференциацией, в 2 (14%) наблюдениях — МИУК с железистой метаплазией. В 1 (8%) МИУК визуализировались микролюминальные структуры.

Из 31 МИУК, составляющих БП-молекулярный подтип, 19 (61%) опухолей соответствовали стадии рТ3. В 9 (29%) случаях обнаружена стадия рТ₂, в 3 (10%) — рТ₄. Из них в 19 (62%) наблюдениях верифицирована МИУК с плоскоклеточной метаплазией, в 4 (13%) опухолях — низкодифференцированная МИУК. В 3 (10%) новообразованиях диагностирована МИУК с псевдосаркоматозной стромой, в 2 (6%) — МИУК классического строения. Саркоматоидный вариант МИУК и МИУК с тубулярным компонентом, а также МИУК с канцеризацией собирательных канальцев выявлены по 1 (3%) случаю. Как и III молекулярный класс МНУК, БП-молекулярный подтип также преобладал у больных женского пола (n=22; 71%), соотношение общего числа мужчин и женщин в группе МИУК составило 1,85.

Из 2 МИУК, составляющих НР-молекулярный подтип, в 1 случае глубина инвазии соответствовала стадии рТ₄, а в другом — рТ₃. Из них 1 опухоль имела гистологическое строение саркоматоидного варианта МИУК, а другая на светооптическом уровне была представлена разрастаниями плеоморфных клеток с большим количеством митозов и верифицирована как низкодифференцированный вариант (табл. 5).

Среди ППУК I и III молекулярные классы в основном составляют НПУК. Большинство опухолей в стадии рТ₁ соответствуют II молекулярному классу. В группе МИУК новообразования с люминальным фенотипом преобладают над опухолями базального и нейронального фенотипов. В подавляющем большинстве случаев (74%) молекулярный профиль опухолей соответствовал люминальному фенотипу. ЛП-молекулярный подтип МИУК в преобладающем большинстве случаев характеризуется ограниченной инвазией в мышечный слой (стадия рТ2 — 69% случаев). УК МВС с базальным фенотипом наиболее часто встречается у лиц женского пола. В нашем исследовании, несмотря на численное преобладание мужчин над женщинами (1,84 раза), в обеих группах среди опухолей базального фенотипа (III молекулярный класс и БП-молекулярный подтип соответственно) преобладали пациенты женского пола. Иммунопрофиль молекулярных подтипов МИУК имеет ряд особенностей. Выявлено, что для ЛП-молекулярного подтипа характерна выраженно-позитивная экспрессия E-Cadherin и умеренно-позитивная коэкспрессия циклина D1, уроплакина II, SNX31, р16, Rb1 и Р-Cadherin, а для ЛИ и БП — сильнопозитивная экспрессия P-Cadherin.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Ю.И.О.

Сбор и обработка материала — Ю.И.О., Ж.А.Г.

Написание текста — Ю.И.О.

Редактирование — Ю.И.О., Е.А.К., С.Г.Р.

Научное руководство — Е.А.К., Х.З.Т.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Османов Ю.И. — https://orcid.org/ 0000-0002-7269-4190;

Гаибов Ж.А. — https://orcid.org/0000-0002-1174-9098;

Коган Е.А. — https://orcid.org/0000-0002-1107-3753;

Раденска-Лоповок С.Г. — https://orcid.org/0000-0002-4669-260X;

Турсунов Х.З. — https://orcid.org/0000-0002-7504-3932

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Османов Ю.И., Гаибов Ж.А., Коган Е.А., Раденска-Лоповок С.Г., Турсунов Х.З. Морфологическая и иммуногистохимическая характеристика молекулярных подтипов уротелиальных карцином. Архив патологии. 2019;81(5):35-44. https://doi.org/10.17116/patol20198105135