Биологические основы использования рецептора в оценке прогноза и лечения больных раком молочной железы - Вместе против рака
    Главная / Литература / Статьи для специалистов / Рак молочной железы / Биологические основы использования рецептора в оценке прогноза и лечения больных раком молочной железы

    Биологические основы использования рецептора в оценке прогноза и лечения больных раком молочной железы

    Дата: 29.12.08

    Morphological and molecular studies are used to define the status of HER-2/neu in the cell. Immunohistochemical analysis (IHCA) and fluorescent in situ hybridization are currently used. IHCA of HER-2/neu expression, based on cell staining by means of specific antibodies to HER-2/neu protein, is employed more frequently and obligatory for primary screening. This is a semiquantitative method that reveals 4 levels of HER-2/new expression, assessed by a 4-score (from 0 to 3) system.
    This paper discusses the ways of signal transduction from HER-2/neu receptor, IHCA, and the possibilities of using this receptor in the diagnosis and treatment of breast cancer.

    Ген HER-2/neu, (c-erbB-2) локализуется в 17 хромосоме и кодирует соответствующий белок, принадлежащий к семейству 4 трансмембранных рецепторных тирозинкиназ (c-erbB), называемо­му по своему наиболее известному представителю семейством рецептора эпидермального фактора роста (РЭФР) [21].

    Основной особенностью рецепторных тирозинкиназ является трансмембранная ло­кализация и необходимость во взаимодейст­вии с соответствующим лигандом (активиру­ющим фактором) для реализации киназной активности и последующих биологических эффектов (см. рисунок). Рассматриваемое се­мейство рецепторов представляет собой один из ключевых путей, передающих сигналы фак­торов роста по ауто- и паракринному механиз­му. Рецепторы семейства РЭФР в первую оче­редь реализуют митогенные (ростстимулирующие) эффекты своих лигандов, но вовлечены также в процессы межклеточной коммуника­ции и адгезии, регуляции подвижности клеток и метастазирования, участвуют в неоангиогенезе. Процесс передачи сигнала в упрощен­ном виде можно представить как последова­тельное фосфорилирование или дефосфорилирование ряда трансмембранных и внутри­клеточных белков, многие из которых сами обладают ферментативной активностью. Рас­пространение сигнала происходит путем пос­ледовательных воздействий одного белка в це­почке на другой. Важнейшие внутриклеточ­ные системы, участвующие в реализации эф­фектов рецепторов семейства РЭФР, — это PI3K/Akt-сигнальный путь и система гена ras, включающая целый каскад митогенактивируемых протеинкиназ [13].

    Важнейшим этапом активации рецепторов семейства РЭФР после связывания лигандов яв­ляется образование гомо- и гетеродимеров, ко­торые, собственно, и обеспечивают реализацию внутренней тирозинкиназной активности, при­водящей к аутофосфорилированию самих ре­цепторов и запуску всех последующих сигналь­ных каскадов. При этом во многих случаях наи­более активными являются димеры с участием рецептора 2-го типа — HER-2/neu, не имеющего собственного лиганда. Таким образом, HER-2/neu — это уникальный рецептор-диспетчер, который, не взаимодействуя ни с одним из из­вестных факторов роста, активирующих родст­венные рецепторы, является тем не менее клю­чевым звеном передачи митогенных сигналов всех ЭФР-подобных пептидов [22].

    Для определения статуса HER-2/neu в клетке используются как морфологические, так и моле­кулярные методики. Общепринятыми методами в настоящее время являются иммуногистохимический (ИГХ) анализ и флюоресцентная гибридиза­ция in situ (fluorescent in situ hybridization — FISH). ИГХ-метод определения экспрессии HER-2/neu, основанный на окрашивании клеток с помощью специфических антител к белку HER-2/neu, ис­пользуется наиболее часто и является облигатным для первичного скрининга. Это полуколичествен­ный метод, позволяющий выявить 4 уровня экс­прессии HER-2/neu, характеризуемых по 4-балль­ной системе — от 0 до 3.


    Семейство эпидермальных рецепторов

    Стандартизированная система подсчета и интерпретации результатов ИГХ-анализа была разработана с помощью стандартных клеточных линий. В данной системе клетки, содержащие менее 20 тыс. рецепторов, не покажут никакого окрашивания (0); клетки, содержащие прибли­зительно 100 тыс. рецепторов, показали бы час­тичное окрашивание мембраны (+) менее чем у 10% клеток; в клетках, содержащих около 500 тыс. рецепторов, полное окрашивание (++) бу­дет наблюдаться в более чем 10% клеток, полное и сильное окрашивание мембраны (+++) боль­ше чем у 10 % клеток показали бы клетки, содер­жащие приблизительно 2 300 тыс. рецепторов [9]. Преимуществами ИГХ-метода можно счи­тать небольшое количество гистологического материала, требуемое для выполнения анализа, а также возможность использования парафино­вых блоков. Исследования показали, что для ка­чественного выполнения ИГХ-анализа необхо­димо проведение исследования в сертифициро­ванных лабораториях. С другой стороны, на под­линность результатов влияют также условия хра­нения и техника приготовления парафиновых блоков и срезов [16, 17].

    При результатах ИГХ-анализа, соответст­вующих 0 баллов, опухоль считается HER-2/neu-отрицательной, при окрашивании, соот­ветствующем 3 баллам, — HER-2/neu-положительной, а при промежуточном окрашивании (1—2 балла) рекомендуется провести дополни­тельно FISH-анализ, позволяющий определить количество копий (амплификацию) гена HER-2/neu в ядрах клеток; при положительном результате опухоль также относят к HER-2/neu-положительной. Кроме ассоциации гиперэкспрессии белка HER-2/neu с опухолями пищеварительной, легоч­ной, мочеполовой и других систем, амплифика­ция гена и (или) гиперэкспрессия белка HER-2/neu были выявлены в 10—34% случаях ра­ка молочной железы (РМЖ) [19], и этот показа­тель рассматривался в качестве умеренно значи­мого прогностического фактора.

    Однако особый интерес исследование экс­прессии HER2/neu стало вызывать после созда­ния и начала активного применения в 1998 г. препарата «Герцептин» (Trastuzumab), предста­вляющего собой гуманизированные антитела к HER-2/neu и способного связываться с внеш­ней частью этого рецептора, блокируя возмож­ность его влияния на внутриклеточные процес­сы [12]. Герцептин широко используется для ле­чения метастатической болезни; изучается так­же его применение в качестве вспомогательной терапии при более ранних формах заболевания как при адъювантном, так и неоадъювантном лечении [10]. Американское общество клини­ческих онкологов рекомендует определять ста­тус HER-2/neu у всех больных как с первичным РМЖ, так и при развитии метастатической бо­лезни [6]. Использование герцептина при выяв­ленной гиперэкспрессии HER-2/neu приводит к улучшению результатов лечения РМЖ в схемах с применением циклофосфана, антрацик-линов и таксанов по сравнению с группами больных, в которых этот препарат не применял­ся. В частности, по данным некоторых авторов [20], при этом увеличивается время до прогрессирования с 4,6 до 7,4 мес, длительность жизни — с 20,3 до 25,1 мес, а также снижается риск смер­ти на 13%. Однако кардиотоксичность герцептина обусловливает необходимость четкой ин­дивидуализации при назначении этого препа­рата [11].

    Наиболее четкая связь статуса HER-2/neu, не считая ответ на терапию герцептином, проявляет­ся в отношении гормональной чувствительности опухоли. Так, при гиперэкспрессии HER-2/neu наиболее вероятно, что опухоль будет отрицатель­ной по рецепторам как эстрогенов (ЭР), так и прогестерона (ПР), и даже при наличии обоих ре­цепторов возможна резистентность к проводимой тамоксифеном гормонотерапии [4].

    При наличии метастазов рака в регионарные лимфатические узлы гиперэкспрессия белка HER-2/neu выявляется в 38% случаев (по сравне­нию с 18,5% при отсутствии измененных перифе­рических лимфатических узлов) [18].

    Амплификация гена и гиперэкспрессия бел­ка HER-2/neu ассоциируются с большим объемом опухоли, анеуплоидностью ДНК, высоким уров­нем пролиферативной активности клеток, мута­цией белка p53 и многими другими биологически­ми маркерами опухолевого роста [6].

    В настоящее время HER-2/neu как показа­тель чувствительности к лечению герцептином, наряду с ЭР и ПР при терапии гормональными препаратами, является одним из немногих предсказательных биологических факторов, ре­ально используемых в клинической практике. Практическая значимость других биологиче­ских маркеров пока не доказана либо недоста­точно апробирована в клинике [5]. При терапии другими цитотоксическими препаратами следу­ет отметить, что в группе больных с гиперэкс­прессией HER-2/neu эффективность антрациклинов ниже, чем таксанов, а в группе пациентов с нормальной продукцией этого белка такой за­висимости не прослеживается [3].

    Несмотря на огромное количество статей, опубликованных с 1991 г. и посвященных опреде­лению статуса HER-2/neu в первичных опухолях ИГХ- и FISH-методом, нельзя утверждать, что уровень экспрессии этого белка в метастатиче­ских очагах не обязательно будет подобен таково­му в первичной опухоли [1].

    В то же время одним из ведущих современ­ных направлений в области исследования био­логических маркеров является разработка менее инвазивных, сывороточных тестов, способных заменить (или дополнить) исследования на тка­невом уровне. Наличие у HER-2/neu как внут­риклеточной, так и экстрацеллюлярной части приводит к тому, что в процессе димеризации могут происходить деградация молекулы рецеп­тора и миграция его внешнего домена в межкле­точную среду [2]. Эта особенность и легла в ос­нову разработки иммуноферментных систем для определения растворимого HER-2/neu в сыво­ротке крови. Уже опубликованы результаты, свидетельствующие о перспективности этого направления [8]. M. Krainer и соавт. [14] показа­ли прямую зависимость между уровнем белка HER-2/neu в ткани первичной опухоли и сыворотке крови. У 43,5% пациентов с гиперэкс­прессией HER-2/neu в ткани обнаруживался высокий уровень этого белка в сыворотке кро­ви, и наоборот, только у 8,5% больных с нор­мальной продукцией белка в опухоли опреде­лялся высокий уровень сывороточного HER-2/neu. Динамическое определение сыво­роточного HER-2/neu во время терапии герцеп­тином позволяет оценивать эффективность ле­чения, что чрезвычайно важно в практическом отношении [7]. Тем не менее признано необхо­димым продолжить сбор материала и вырабо­тать четкие количественные критерии [15].

    Следовательно, определение HER-2/neu в различных средах открывает определенные пер­спективы использования этих методов как с про­гностической, так и с лечебной точки зрения.

    Авторы: В.П. Широкий, В. П. Летягин, Н.Е. Кушлинский, Е.С. Герштейн РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН
    BIOLOGICAL BASES FOR THE USE OF HER-2/NEU RECEPTOR IN THE ASSESSMENT OF PROGNOSIS AND TREATMENT IN PATIENTS WITH BREAST CANCER
    V.P. Shirokiy, V.P. Letyagin, N.Ye. Kushlinsky, Ye.S. Gershtein N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center, Russian Academy of Medical Sciences

    Материал взят из журнала "Маммология", №1, 2006


    ЛИТЕРАТУРА:

    1. Andersen T.I., Paus E., Nesland J.M. et al. Detection of c-erbB-2 relatedprotein in sera from breast cancer patients // Acta Oncol. - 1995;34:499-504.
    2. Brandt-Rauf P.W., Pincus M.R., Carney W.P. The c-erbB-2 protein in oncogenesis: molecular structure to molecular epidemiology // Crit. Rev. Oncol. - 1994;5(2-3):313-329.
    3. Di Leo A., Chan S., Paesmans M. et al. HER-2/neu as a predictive marker in a population of advanced breast cancer patients randomly treated either with sin­gle-agent doxorubicin or single-agent docetaxel // Breast Cancer Res. Treat. -2004; 86(3):197-206.
    4. Dowsett M. Overexpression of HER-2 as a resistance mechanism to hormonal therapy for breast cancer // Endocr. Relat. Cancer. - 2001; 8: 191-195.
    5. Duffy M.J. Predictive Markers in Breast and Other Cancers // A Review Clin. Chem. - 2005; 51(3): 494-503.
    6. Eccles S.A. The role of c-erbB-2/HER2/neu in breast cancer progres­sion and metastasis // J. Mammary Gland. Biol. Neoplasia. -2001;6:393-406.
    7. Fehm T., Maimonis P., Weitz S. et al. Influence of circulating c-erbB-2 serum protein on response to adjuvant chemotherapy in node-positive breast cancer patients // Breast Cancer Res. Treat. - 1997;43(1):87-95.
    8. Fehm T., Jager W., Kramer S. et al. Prognostic significance of serum HER2 and CA 15-3 at the time of diagnosis of metastatic breast cancer // Anticancer Res. - 2004; 24 (3b) :1987-1992.
    9. Hayes D.F., Thor A.D. c-erbB-2 in breast cancer: development of a clinically useful marker // Semin. Oncol. — 2002;29:231-245.
    10.Hortobagyi G.N. Overview of treat­ ment results with trastuzumab (Herceptin) in metastatic breast cancer // Semin. Oncol. - 2001;28:43-47.
    11.Horton J. Trastuzumab use in breast cancer: clinical issues // Cancer Control. - 2002;9(6):499-507.
    12.Huston J.S., George A.J. Engineered antibodies take center stage // Hum Antibodies. - 2001;10:127-142.
    13.Karunagaran D., Tzahar E., Beerli R.R. et al. ErbB-2 is a common auxiliary subunit of NDF and EGF receptors: implications for breast cancer // EMBO J. - 1996;15:254-264.
    14.Krainer M., Brodowicz T., Zeillinger R. et al. Tissue expression and serum lev­els of HER-2/neu in patients with breast cancer // Oncology. -1997;54(6):475-481.
    15.Nunes R.A., Harris L.N. The HER2 extracellular domain as a prognostic and predictive factor in breast cancer // Clin. Breast Cancer. - 2002;3(2):125-135; discussion 136-137.
    16.Penault-Llorca F., Adelaide J., Houvenaeghel G. et al. Optimization of immunohistochemical detection of ERBB2 in human breast cancer: impact of fixation // J. Pathol. - 1994;173:65-75.
    17.Press M.F., Hung G., Godolphin W. et al. Sensitivity of HER-2/neu antibod­ ies in archival tissue samples: potential source of error in immunohistochemical studies of oncogene expression // Cancer Res. 1994;54:2771-2777.
    18.Seshadri R., Matthews C., Dobrovic A., Horsfall D.J. The significance of oncogene amplification in primary breast cancer // Int. J. Cancer. - 1989; 15;43(2):270-272.
    19.Slamon D.J., Clark G.M., Wong S.G. et al. Human breast cancer: correla­tion of relapse and survival with amplifi­cation of the Her-2/neu oncogene // Science. - 1987;235:177-182.
    20.Slamon D.J., Leyland-Jones B., Shak S. et al. Use of chemotherapy plus a monoclonal antibody against HER2 for metastatic breast cancer that overexpresses HER2 // N. Engl. J. Med. - 2001;344:783-792.
    21.Stern D.F., Heffernan P.A., Weinberg R.A. p1 8 5, a product of the neu proto-oncogene, is a receptorlike protein associated with tyrosine kinase activity // Mol Cell Biol. - 1986;6:1729-1740.
    22.Tzahar E., Waterman H., Chen X. et al. A hierarchical network of interreceptor interactions determines signal transduction by Neu differentiation factor/neuregulin and epidermal growth factor // Mol Cell Biol. - 1996;16:5276-5287.