Some Molecular Genetic and Histopathological Aspects of Melanoma Predisposition Analysis
Some Molecular Genetic and Histopathological Aspects of Melanoma Predisposition Analysis
Abstract
One of the high-risk factors for melanoma is germinal (germline) inactivation of the BAP1 (BRCA-associated protein-1) gene. Germline mutations in BAP1 predispose carriers to BAP1 tumour predisposition syndrome (BAP1-TPDS), both benign and malignant. Loss of BAP1 in skin melanomas is diagnosed in both sporadic and BAP1-TPDS cases. Melanoma can arise de novo or from a pre-existing BAP1-inactivated nevus/melanocytoma. BAP1-inactivated nevi (BIN) and melanocytic skin tumours (MBAIT) are highly infiltrating dermis, developing at an early age. Within the new paradigm of nevus -> melanocytoma -> melanoma with Low-CSD, it is likely that some dysplastic nevi will turn out to be additional forms of melanocytoma that carry additional progression events beyond the initiating mutation. Early onset, multiple tumours and family history are features of the underlying tumour syndrome. At the same time, the characteristic epithelioid cytology of melanocytic tumours may indicate an underlying BAP1 mutation.
A model for follow-up of patients with BAP1-TPDS has been proposed: annual skin examination by dermatologists, excision of BIMT-like lesions, annual clinical examination of abdominal and respiratory tract organs, and genetic counselling with follow-up. One of the most important obstacles for the future is the development of prognostic biomarkers that can identify patients with primary melanomas at high risk of progression in order to prescribe appropriate therapy, as long as residual tumour burden is still at a minimal level.
1. Введение
Почти 15% меланом возникают у пациентов с семейным анамнезом, у части этих пациентов отмечается зародышевая (герминальная) мутация в гене, предрасполагающем к меланоме. Одним из факторов высокого риска развития меланомы является герминальная инактивация гена BAP1 (BRCA-ассоциированный белок-1), которая отмечена для широкого спектра видов рака. Предрасположенность к опухолям, связанная инактивацией BRCA1, описана как синдром предрасположенности к опухоли (TPDS) как доброкачественных, так и злокачественных. Наиболее частым новообразованиями, связанным с BAP1-TPDS, являются BAP1-инактивированные невусы (BIN), базалиома, увеальная меланома, мезотелиома меланома кожи и др. В связи с этим скрининг наследственной меланомы начинается со сбора подробного личного и семейного анамнеза заболевания.
2. Основные результаты
Спектр генетических изменений меланоцитарных новообразований варьирует в зависимости от того, в какой период жизни и в какой топографической зоне тела возникла опухоль. Согласно пересмотренной классификации меланомы кожи, в Классификации ВОЗ 2018 года выделяют пути развития меланомы - меланома с низким кумулятивным УФ повреждением (Low-CSD) и высоким кумулятивным повреждением (High-CSD) . Меланомы, возникающие на фоне Low-CSD, обычно возникают на туловище и конечностях у взрослых в возрасте от 20 до 60 лет. Большинство этих меланом содержат мутацию BRAFV600E. Тем не менее отсутствие одного типа мутации в одном типе опухоли не означает, что мутация не возникает в исходной клетке, а указывает на то, что она не обеспечивает селективного преимущества в этом типе клеток .
Почти 15% меланом возникают у пациентов с семейным анамнезом, у части этих пациентов отмечается зародышевая (герминальная) мутация в гене, предрасполагающем к меланоме. Мутации гена CDKN2A ответственны за большинство наследственных меланом (около 22% семейных случаев заболеваемостью меланомой), но в последние годы было обнаружено множество других генов предрасположенности, включая CDK4, TERT, ACD, TERF2IP, POT1, MITF, MC1R и BAP1. Тем не менее множественные опухоли и семейный анамнез остаются наиболее важными клиническими признаками наследственной меланомы , . В связи с этим целью данного обзора является анализ исследований о роли наследственной предрасположенности к развитию меланомы (невус-ассоциированный путь развития и трансформации меланоцитов в меланому in situ – de novo) за период с 2013 года.
Генетическая предрасположенность может быть объяснена накоплением мутаций генов низкого и умеренного риска, под действием факторов окружающей среды или за счет накопления спорадических случаев. На сегодняшний день генетическое консультирование по меланоме кожи в основном сосредоточено на CDKN2A и CDK4 генах, в тоже время пенетрантность данных генов представлена в популяции в широком интервале (28-91%), что определяется географией проживания, этнической принадлежностью и мутационным статусом пациента как по группе генов драйверов, так и генов с высоким и низким уровнем риска, активацией MAPK и PI3K-пути . Кроме того, исследования в семьях с меланомой в анамнезе, показали инактивацию генов CDKN2A и CDK4, а в последнее время активирующие варианты промотора TERT, инактивацию POT1 . Ген-супрессор опухолей PTEN является третьим наиболее часто мутированным геном в меланоме после BRAF и NRAS . Следовательно, скрининг наследственной меланомы начинается со сбора подробного личного и семейного анамнеза заболевания. В качестве общего руководства следует отметить, что при синдромах наследственного рака наблюдаются множественные опухоли с ранним началом заболеваний, также можно применить «правило трех»: пациенты с личным или семейным анамнезом, трех или более первичных меланом. В этом случает рекомендуется направлять пациентов на генетическое обследование, консультирование и тестирование. В регионах с более низкой распространенностью меланомы порогом для тестирования являются две или более первичные меланомы или меланома in situ , .
Одним из факторов высокого риска развития меланомы является герминальная инактивация гена BAP1 (BRCA-ассоциированный белок-1), который представляет собой ген-супрессор опухоли, локализованный на 3p21 хромосоме, который кодирует деубиквитинирующий ядерный фермент (DUB), участвует в модуляции хроматина, регуляции клеточного цикла, транскрипции и репарации ДНК , , , . BAP1 замедляет клеточный рост за счет изменения регуляции контрольной точки G1-S клеточного цикла. Эти функции в регуляции клеточного цикла, роста клеток опосредуются взаимодействием с HCF-1 (фактор клетки-хозяина-1) и фактор транскрипции YY1, что приводит к контролю транскрипции генов, участвующих в этих процессах .
В нескольких исследованиях были выявлены соматические и мутации BAP1 зародышевой линии при широком спектре видов рака, в том числе мезотелиомы , увеальной меланомы , аденокарциномы легких , почечно-клеточного рака и меланоцитарных новообразований , .
На сегодняшний день, как зародышевая линия, так и соматические мутации BAP1 тесно связаны с более высоким риском метастазирования , . Получены данные о том, что BAP1 определяет рост опухоли и оказывает прометастатическую роль при меланоме кожи, следовательно, может выступать в качестве потенциальной терапевтической мишени , . В меланоцитах, пролиферативная активность которых ниже в сравнении с кератиноцитами, инактивация BAP1 приводит к накоплению мутаций, что увеличивает вероятность неопластической пролиферации у пациентов как в случае спородической инактивации, так и в зародышевой инактивации BAP1 . Выявленная делеция BAP1 в меланоцитах сопряжена с мутацией гена BRAFV600E в УФ-индуциованной модели меланомы кожи .
Роль BAP1 в развитие спорадической меланомы кожи полностью не изучена . Полногеномные исследования ассоциаций (GWAS) в настоящее время убедительно определили двадцать локусов, связанных со спорадическим развитием меланомы в общей популяции, с генами в этих локусах, включая регуляторы длины и функции теломер, такие как TERT, регуляторы клеточного цикла (CDKN2A), гены меланогенеза и контроля количества невусов . Следует отметить, исследования показали, что BAP1 не ответственен за деубиквитилирование BRAC1/BARD1 .
Предрасположенность к опухолям, связанная инактивацией BRCA1-ассоциированного белка-1 (BAP1), описана как синдром предрасположенности к опухоли (TPDS) в 2011 году. Зародышевые мутации в BAP1 предрасполагают носителей к синдрому предрасположенности к опухоли BAP1 (BAP1-TPDS), как доброкачественных, так и злокачественных. Наиболее частым новообразованиями, связанным с BAP1-TPDS, являются BAP1-инактивированные невусы (BIN), базалиома, увеальная меланома, встречающаяся у 29% пациентов, мезотелиома 22%, меланома кожи 18-19% и почечно-клеточный рак 9% .
Меланома может возникнуть de novo или из ранее существовавшего BAP1-инактивированного невус/меланоцитомы . BAP1-TPDS наследуется по аутосомному типу, носит доминантный характер , более 70% из них обусловлены укорочением гена, мутациями c.1939G>T; p.Glu647Ter, что определяет раннюю терминацию синтеза белка , , . Пациенты с патогенными вариантами зародышевого BAP1, как правило, имеют более агрессивные опухоли II класса с повышенным риском метастазов и плохого прогноза .
BAP1-инактивированные невусы (BIN) и меланоцитарные опухоли кожи отличаются высокой проникающей способностью в дерму (внутридермальные), развиваются в раннем возрасте (в среднем 31 год, диапазон 10-56 лет), их количество увеличивается с возрастом , , .
Генетически промежуточные меланоцитарные опухоли теперь обозначаются меланоцитомами в пересмотренной классификации ВОЗ , , . Риск злокачественной трансформации у них, вероятно, выше, чем у соответствующей стадии невуса. В рамках новой парадигмы невус -> меланоцитома -> меланома с Low-CSD вероятно, что некоторые диспластические невусы окажутся дополнительными формами меланоцитомы, которые несут дополнительные события прогрессирования, помимо инициирующей мутации.
Меланоцитарные BAP1-ассоциированные внутридермальные опухоли (MBAIT) могут быть спорадическими или ассоциированными с синдромом предрасположенности к раку. В этой связи пациентам рекомендуется после молекулярно-генетической диагностики MBAIT, иссечение образований и проведение иммуногистохимии BAP1 . В этих семьях множественные MBAIT могут являться одним из критериев раннего выявления носителей мутаций, для которых рекомендовано постоянное наблюдение . MBAIT возникают из бонального невуса, преимущественно с инициирующими онкогенными мутациями в гене BRAF. Второй субклон более крупных эпителиоидных меланоцитов, которые обычно лишены пигментации, можно определить, как клон с инактивацией по обеим аллелям BAP1 . В результате дополнительных мутаций внутри невусов могут развиваться различные типы меланоцитом, что приводит к образованию меланоцитарных образований на фоне дополнительных мутаций, которые активируют бета-катениновый путь . BAP1-инактивированная меланоцитома, ранее классифицировалась как опухоль Шпитца , .
Макроскопически BAP1-ассоциированные BIN и MBAIT представлены в виде множественных куполообразных меланоцитарных опухолей телесного или красновато-коричневого цвета, хорошо очерченных папул с бесструктурными участками и периферически неровной сетью , . Гистологически представляют собой опухоль с эпителиоидными меланоцитами с узловым или листовидным характером роста. Ядра меланоцитов округлой или овальной формы (не редко отмечается ядерный полиморфизм, как признак атипии) с обильной эозинофильной цитоплазмой. Обычно в структуре ткани присутствует сопутствующий компонент невуса. В 69% случаев наблюдается шпицоидная эпителиоидная цитоморфология, в 31% наблюдались более мелкие эпителиоидные (невоидные) клетки без обильной эозинофильной цитоплазмы , . Таким образом, меланоциты можно разделить на отдельные бифенотипические группы: эпителиоидные меланоциты с обильным количеством цитоплазмы, и популяция более мелких «невоидных» клеток с гиперхромными ядрами . Несмотря на то, что появление в более раннем возрасте множественных опухолей и наличие меланомы в семейном анамнезе, которые остаются наиболее важными клиническими признаками наследственной меланомы, характерная эпителиоидная цитология меланоцитарных опухолей может указывать на лежащую в основе инактивацию BAP1 . Некоторые поражения BIN и MBAIT расценивались как доброкачественные, в то время как другие исследования указывают на «неопределенный злокачественный потенциал» таких образований из-за высокой клеточности, выраженного ядерного полиморфизма, хромосомных аномалий, лимфоцитарной инфильтрации часто связанной с беспигментированной областью , присутствия обширного соединительного компонента . Наконец, документально подтверждена трансформация BIN в меланому .
Поскольку белок BAP1 является ядерным, клетки с биаллельной инактивацией будут демонстрировать отсутствие ядерного иммуногистохимического окрашивания с окраской цитоплазмы
, . Эта цитоплазматическая позитивность отражает неспособность мутировавшего белка перемещаться в ядро, что позволяет использовать этот факт в качестве потенциального маркера злокачественного прогрессирования .В таких случаях может оказаться целесообразным генетическое консультирование и/или тестирование на мутацию зародышевой линии BAP1 , . Поскольку мутации BAP1 зародышевой линии могут привести к раннему появление широкого спектра онкозаболеваний, то выявление потенциальных носителей таких мутаций представляет собой важное профилактическое мероприятие .
3. Заключение
В заключение следует отметить, что часть семейной меланомы вызвана мутациями зародышевой линии в генах предрасположенности к меланоме высокого риска, многие из которых также соматически мутируют при меланоме. В целом раннее начало заболевания, множественные опухоли и семейный анамнез являются признаками основного опухолевого синдрома. Патоморфологически методом иммуногистохимии идентифицируются пациентов из группы риска, распознав BAP1-инактивированные невусы. Пациенты с выявленной мутацией зародышевой линии BAP1, предрасполагающей к раку, проходят генетическое консультирование, генетическое тестирование членов семьи. Такой контроль обеспечит снижение заболеваемости и смертность пациентов
. Кроме того, предложена модель наблюдения: ежегодное обследование кожного покрова у дерматологов, иссечение BIMT-подобные поражений, ежегодное клиническое обследование органов брюшной полости и дыхательных путей, генетического консультирование.Одним из важнейших препятствий на будущее является разработка прогностических биомаркеров, которые смогут идентифицировать пациентов с первичными меланомами с высоким риском прогрессирования, с целью назначения соответствующей терапии, в случае, пока остаточная опухолевая нагрузка все еще находится на минимальном уровне.