Внеклеточный матрикс инвазивной карциномы молочной железы неспецифического типа при наличии и отсутствии лимфогенного метастазирования

Размещено на http://allbest.ru

¹ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России

²ФГБНУ Институт молекулярной биологии и биофизики - отделение ФИЦ ФТМ

Внеклеточный матрикс инвазивной карциномы молочной железы неспецифического типа при наличии и отсутствии лимфогенного метастазирования

Жураковский И.П.^1,2, Давлетова К.И.¹,

Архипов С.А.^1,2, Маринкин И.О.¹, Аутеншлюс А.И.^1,2

Новосибирск

Аннотация

Целью исследования явились оценка и поиск высокочувствительных и высокоспецифичных признаков, характеризующих внеклеточный матрикс инвазивной карциномы молочной железы неспецифического типа при лимфогенном метастазировании.

Исследование проведено на постоперационном материале рака молочной железы 85 пациенток с инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа.

Метастазы в регионарные лимфатические узлы присутствовали у 29 больных, в то время как у остальных 56 метастазы отсутствовали. У больных с инвазивной карциномой неспецифического типа определяли молекулярный подтип опухоли.

Кроме того, был исследован операционный материал 24 пациенток с фиброаденомой молочной железы.

Для обзорной микроскопии срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Коллагеновые волокна выявляли пикрофуксином по Ван Гизону, нейтральные гликопротеины - ШИК-реакцией по Мак-Манусу, сульфатированные гликозаминогликаны - альциановым синим при рН 1,0 с последующей докраской ядер кармалюмом Майера. Были разработаны критерии оценки метастатического потенциала карциномы молочной железы неспецифического типа.

Были найдены высокоспецифичные и высокочувствительные критерии метастатического потенциала опухоли, основанные на определении патогистологической характеристики внеклеточного матрикса.

Abstract

Extracellular matrix of invasive ductal carcinoma non-specific type with and without lymph node metastasis

Zhurakovskiy I.P.^1,2, Davletova K.I.¹, Arkhipov S.A.^1,2, Marinkin I.O.¹, Autenshlyus A.I.^1,2

¹Novosibirsk State Medical University, Novosibirsk.

²Institute of Molecular Biology and Biophysics - subdivision of Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine, Novosibirsk

The goals of this research were the search and assessment of high-specificity and high-sensitivity characteristics of extracellular matrix of invasive ductal carcinoma (IDC) non-specific type with lymph node metastasis.

Molecular subtype of the tumor was determined in patients with IDC non-specific type. Besides, post-surgery material of 24 patients with breast fibroadenoma was researched. Tissue sections for optical microscopy were stained with haematoxylin and eosin.

This study showed the connection between extracellular matrix of IDC non-specific type and lymph nodes metastasis.

High-specificity and high- sensitivity criteria for IDC non-specific type metastasis potential were developed based on pathohistological characteristics of extracellular matrix. Identified pathohistological criteria can be used as additional diagnostic sign.

Keywords: breast cancer, invasive ductal carcinoma non-specific type, extracellular matrix, lymph nodes metastasis, metastatic potential, scoping.

Материал и методы исследования

Исследование было проведено на постоперационном материале 85 пациенток с инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа, средний возраст 57 (от 38,0 до 77,0) лет. Метастазы в регионарные лимфатические узлы присутствовали у 29 пациенток в среднем возрасте 56 (от 42,0 до 69,0) лет, в то время как у остальных 56 в среднем возрасте 58 (от 38,0 до 77,0) лет в лимфоузлах метастазы отсутствовали. У больных с инвазивной карциномой неспецифического типа был определён молекулярный подтип опухоли. Кроме того, был исследован операционный материал 24 пациенток с фиброаденомой молочной железы (группа сравнения), средний возраст которых составил 48 (от 18,0 до 67,0) лет. Все пациентки, участвующие в исследовании, не получали предоперационного лечения. Образцы молочной железы подвергались фиксации и заливке в парафин, после чего приготавливали срезы по известным методикам.

Срезы окрашивали гематоксилином Эрлиха и эозином. Коллагеновые волокна, окрашенные пикрофуксином по Ван Гизону, имеют красный цвет, а при изменении их тинкториальных свойств приобретают оранжево-жёлтую окраску. ШИК-реакцией по Mак-Maнусу выявляли нейтральные гликопротеины, имеющие светло-фиолетовую окраску. Альциановым синим при рН 1,0 с последующей докраской ядер кармалюмом Майера выявляли сульфатированные гликозаминогликаны, окрашивающиеся в сине-зелёный цвет. Для статистической обработки результатов использовали программный пакет SPSS v 17.0 for Windows. Полученные в ходе исследования данные представлены как медиана (Me) и интерквартильный размах (Qi; Q3).

Качество полученных результатов проверялось с помощью ROC-анализа.

Результаты исследования и их обсуждение

У большинства пациенток с инвазивной карциномой и метастазами в регионарных лимфатических узлах отмечалось выраженное разволокнение пучков коллагеновых волокон, размытость их контуров, фрагментированность.

У некоторых больных имелись участки с глыбчатым распадом коллагеновых волокон. При этом наблюдались множественные обширные участки с изменением сродства коллагеновых волокон к пикрофуксину, что проявлялось изменением их тинкториальных свойств (рис. 1).

Рис. 1. Участок молочной железы с изменением тинкториальных свойств коллагеновых волокон (оранжево-жёлтое окрашивание), при наличии метастазов в регионарных лимфатических узлах. Окраска пикрофуксином по Ван Гизону. Ув. 400 ядер кармалюмом Майера. Ув. 400

В участках разрушения коллагеновых волокон наблюдалось увеличение количества нейтральных гликопротеинов (рис. 2), а также снижение содержания сульфатированных гликозаминогликанов (рис. 3).

Рис. 2. Участок молочной железы с увеличением содержания нейтральных гликопротеинов (интенсивное фиолетовое окрашивание), при наличии метастазов в регионарных лимфатических узлах. ШИК-реакция по Мак-Манусу. Ув. 400

Рис. 3. Участок молочной железы со снижением содержания сульфатированных гликозаминогликанов (бледно-красное окрашивание), при наличии метастазов в регионарных лимфатических узлах. Окраска альциановым синим при рН 1,0 с последующей докраской. Ув. 400

У пациенток с инвазивной карциномой молочной железы неспецифического типа при отсутствии метастазов в регионарных лимфатических узлах в большинстве случаев было обнаружено незначительное разволокнение пучков коллагеновых волокон, без их деградации. В единичных случаях выявлялись участки с выраженным разволокнением пучков коллагеновых волокон, размытостью их контуров, фрагментированностью. Однако, в отличие от пациенток с метастазами, в подобных участках не наблюдалось изменений тинкториальных свойств коллагеновых волокон (рис. 4).

Рис. 4. Участок молочной железы с разволокнением коллагеновых волокон, но без изменений их тинкториальных свойств (красное окрашивание), при отсутствии метастазов в регионарных лимфатических узлах. Окраска пикрофуксином по Ван Гизону. Ув. 400

матрикс молочный железа рак опухоль

У большинства пациенток в ткани молочной железы происходило незначительное повышение содержания нейтральных гликопротеинов (рис. 5) и незначительное снижение содержания сульфатированных гликозаминогликанов (рис. 6).

Рис. 5. Участок молочной железы с неизмененным содержанием нейтральных гликопротеинов (светло-фиолетовое окрашивание), при отсутствии метастазов в регионарных лимфатических узлах. ШИК-реакция по Мак-Манусу. Ув. 400

Рис. 6. Участок молочной железы с неизмененным содержанием сульфатированных гликозаминогликанов (сине-зелёное окрашивание), при отсутствии метастазов в регионарных лимфатических узлах. Окраска альциановым синим при рН 1,0 с последующей докраской ядер кармалюмом Майера. Ув. 400

У пациенток с фиброаденомой молочной железы не наблюдалось участков с деструктивными изменениями коллагеновых волокон, более того, пучки коллагеновых волокон были крупными и плотно примыкали друг к другу (рис. 7).

Рис. 7. Участок с крупными и плотно расположенными пучками коллагеновых волокон без изменения их тинкториальных свойств (интенсивное красное окрашивание), при фиброаденоме молочной железы. Окраска пикрофуксином по Ван Гизону. Ув. 400

Изменения тинкториальных свойств коллагеновых волокон отсутствовали.

Вместе с тем у большинства пациенток отмечалось повышение содержания нейтральных гликопротеинов (рис. 8) и сульфатированных гликозаминогликанов (рис. 9).

Рис. 8. Участок с увеличением содержания нейтральных гликопротеинов (интенсивное фиолетовое окрашивание) при фиброаденоме молочной железы. ШИК-реакция по МакМанусу. Ув. 400

Рис. 9. Участок с увеличением содержания сульфатированных гликозаминогликанов (интенсивное сине-зелёное окрашивание) при фиброаденоме молочной железы. Окраска альциановым синим прирН 1,0 с последующей докраской ядер кармалюмом Майера. Ув. 400

Оценка признаков, характеризующих внеклеточный матрикс (ВКМ) опухоли молочной железы, выражалась в баллах, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1

Признаки, характеризующие внеклеточный матрикс опухоли молочной железы

При изучении стромы опухоли были выявлены достоверные различия между состоянием внеклеточного матрикса у пациенток со злокачественными и доброкачественными новообразованиями молочной железы, а также при наличии и отсутствии лимфогенного метастазирования (табл. 2).

Таблица 2

Состояние внеклеточного матрикса у пациенток с инвазивной карциномой неспецифического типа и фиброаденомой молочной железы (в баллах Me (Qi;Q3))

Исследования показали, что сумма баллов 10 и более соответствует наличию метастазов в регионарные лимфоузлы, а сумма баллов менее 10 - отсутствию метастазов. Выявленные различия имели очень высокую статистическую значимость.

Чувствительность полученных результатов составила 0,896, специфичность - 0,803, а точность - 0,835. По данным ROC-анализа полученное значение AUC (Area Under Curve) равно 0,938, что соответствует отличному качеству полученных результатов.

Среди больных с инвазивной карциномой неспецифического типа, имеющих метастазы в регионарные лимфоузлы, 4 пациентки относились к люминальному подтипу А, 5 к люминальному подтипу B/Her2-neo-, 16 - к люминальному подтипу B/Her2-neo+, 1 - к тройному негативному и 2 имели гиперэкспрессию Her2-neo.

У пациенток без лимфогенного метастазирования в 14 случаях отмечался люминальный подтип А, в 3 - люминальный подтип B/Her2-neo-, в 22 - люминальный подтип B/Her2-neo+, в 5 - тройной негативный, в 6 с гиперэкспрессией Her2-neo. В тех случаях, когда лимфогенные метастазы отсутствовали, но сумма баллов равнялась 10 и более, люминальный подтип А встречался у 5 пациенток, люминальный подтип B/Her2-neo+ - у 3, и тройной негативный - у 1. Среди пациенток, имеющих метастазы в регионарные лимфатические узлы, с суммой баллов менее 10, во всех случаях отмечался люминальный подтип B/Her2-neo+.

Зависимости между суммой баллов и молекулярным подтипом опухоли установлено не было. Также известно, что у больных возможно возникновение как лимфогенной, так и гематогенной диссеминации, несмотря на различия в прогностических характеристиках тех или иных молекулярных подтипов рака молочной железы [4; 14]. Это подтверждает полученные в нашем исследовании результаты о том, что молекулярный подтип опухоли не имеет существенного значения для лимфогенного метастазирования.

Заключение

Таким образом, проведенное исследование позволило выявить связь между состоянием внеклеточного матрикса стромы инвазивной карциномы молочной железы неспецифического типа и лимфогенным метастазированием опухоли.

Найдены высокоспецифичные и высокочувствительные критерии метастатического потенциала опухоли, основанные на определении патогистологических характеристик внеклеточного матрикса. Выявленная совокупность патогистологических параметров, оцениваемая в соответствии с предложенной методикой, может использоваться в качестве дополнительного диагностического критерия.

Список литературы

1. Fidler I.J. The pathogenesis of cancer metastasis: the 'seed and soil' hypothesis revisited. Nature Reviews Cance, 2003. Vol. 3. No. 6. Р. 453. DOI: 10.1038/nrc1098.

2. Kimbung S., Loman N., Hedenfalk I. Clinical and molecular complexity of breast cancer metastases. Seminars in Cancer Biology, 2015. Vol. 35. P. 85-95. DOI: 10.1016/j.semcancer.2015.08.009.

2012. Scully O.J., Bay B.H., Yip G., Yu Y. Breast cancer metastasis. Cancer Genomics Proteomics, Vol. 9. No. 5. P. 311-320.

3. Телегина Н.С. Клинико-морфологические особенности различных молекулярногенетических типов рака молочной железы: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Томск, 2014. 47-72 с.

4. Zhang P., Lo.A., Huang Y., Huang G., Liang G., Mott J., Karpen G.H., Blakely E.A., Bissell M.J., Barcellos-Hoff M.H., Snijders A.M., Mao J.H. Identification of genetic loci that control mammary tumor susceptibility through the host microenvironment. Scientific Reports. 2015. No. 5. P. 8919. DOI: 10.1038/srep08919.

2013. Slattery M.L., John E., Torres-Mejia G., Stern M., Lundgreen A., Hines L., Giuliano A., Baumgartner K., Herrick J., Wolff R.K. Matrix metalloproteinase genes are associated with breast cancer risk and survival: the breast cancer health disparities study. Public Library of Science One, Vol. 8. No. 5. P. 63165. DOI: 10.1371/journal.pone.0063165.

5. Hynes R.O. The extracellularmatrix: not just pretty fibrils. Science. 2009. Vol. 326. No. 5957. P. 1216-1219. DOI: 10.1126/science.1176009.

6. Freire J., Dommguez-Hormaetxe S., Pereda S., De Juan A., Vega A., Simon L., Gomez- Romвn J. Collagen, type XI, alpha 1: an accurate marker for differential diagnosis of breast carcinoma invasiveness in core needle biopsies. Pathology Research And Practice. 2014. Vol. 210. No. 12. P. 879-884. DOI: 10.1016/j.prp.2014.07.012.

7. Vargas A.C., McCart Reed A.E., Waddell N., Lane A., Reid L.E., Smart C.E., Cocciardi S., da Silva L., Song S., Chenevix-Trench G., Simpson P.T., Lakhani S.R. Gene expression profiling of tumour epithelial and stromal compartments during breast cancer progression. Breast Cancer Research and Treatment. 2012. Vol. 135. No. 1. P. 153-165. DOI: 10.1007/s10549-012-2123-4.

8. Walker R.A. The complexities of breast cancer desmoplasia. Breast Cancer Research. 2001. Vol. 3. No. 3. P. 143-145. DOI: 10.1186/bcr287.

9. Insua-Rodriguez J., Oskarsson T. The extracellular matrix in breast cancer. Advanced Drug Delivery Reviews. 2016. Vol. 1. No. 97. P. 41-55. DOI: 10.1016/j.addr.2015.12.017.

10. Kim S.H., Lee H.Y., Jung S.P., Kim S., Lee J.E., Nam S.J., Bae J.W. Role of secreted type I collagen derived from stromal cells in two breast cancer cell lines. Oncology Letters. 2014. Vol. 8. No. 2. P. 507-512. DOI: 10.3892/ol.2014.2199.

11. Duffy M.J., Maguire T.M., Hill A., McDermott E., O'Higgins N. Metalloproteinases: role in breast carcinogenesis, invasion and metastasis. Breast Cancer Research. 2000. Vol. 2. No. 4. P. 252257. DOI: 10.1186/bcr65.

12. Завьялова М.В., Телегина Н.С., Вторушин С.В., Перельмутер В.М., Слонимская Е.М., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Паталяк С.В. Особенности морфологического строения люминального А типа рака молочной железы // Сибирский онкологический журнал. 2013. № 55. C. 38-41.

Размещено на Allbest.ru