Онкологія-

К.П. Хансон

НДІ онкології ім. проф. М.М. Петрова МОЗ РФ, Санкт-Петербург

джерело RosOncoWeb.Ru

Онкоген ERBB2 (HER2 / neu) знаходиться на другій позиції після супрессорногогена р53 за кількістю публікацій, присвячених індивідуальним генетіческомуелементу. Подібна ситуація цілком з`ясовна, тому що ген ERBB2 являетсяідеальним прикладом для демонстрації успіхів молекулярної онкології в розумінні фундаментальних механізмів виникнення раку, і в розробці принципово нових методів діагностики онкологіческіхзаболеваній і, нарешті, в пошуку патогенетично обґрунтованих подходовк терапії пухлин. Істотним є той факт, що практіческоепрімененіе знань про онкогенні ERBB2 стосується самого частого онкологіческогозаболеванія у жінок - раку молочної залози (РМЗ) (Імянітов, Князєв, 1991 Yu, Hung, 2000).

Ген ERBB2 (HER2 / neu) є клітинним гомологом v-erbB онкогенавіруса ерітробластоми птахів. Розмір його мРНК складає 4,5 т.п.о.-в ній закодована інформація для синтезу білка р185 (1225 амінокислот) .Цей білок володіє 44% гомології з рецептором епідермальногофактора зростання (ЕФР) (Coussens et al., 1985). Широку ізвестностьген ERBB2 придбав після публікації, в якій був установленне тільки сам факт його активації в пухлинах молочної залози, ної наведені аргументи на користь асоціації ампліфікації ERBB2 сплохім прогнозом захворювання (Slamon et al., 1987). Благодаряданной і ряду інших публікацій, в дослідження клінічних аспектовактіваціі ERBB2 включилися багато наукових колективів, при етомтестірованію піддалися тисячі хворих (Piccart et al., 2000) .В нашій лабораторії також вдалося продемонструвати основниезакономерності активації гена ERBB2 в пухлинах людини і які я надалі підтвердилися при узагальненому аналізі межлабораторнихданних (Імянітов, Князєв, 1991- Імянітов і ін., 1992 Imyanitovet al., 1992, 1993- Knyazev et al., 1992).

В даний час головна увага дослідників сосредоточенона клінічному використанні моноклональних антитіл (МКА) до генуERBB2 (Герцептин) і пошуку нових перспективних засобів впливуна його патологічну активацію переважно при РМЗ (Baselga, 2001- Yu, Hung, 2000).

Молекулярні механізми активації гена ERBB2

ERBB2 входить до складу сімейства тірозінкіназная рецепторів ERBB, що складається з чотирьох функціонально взаємопов`язаних рецепторнихмолекул, які відіграють важливу роль в клітинної проліферації, диференціювання і апоптозу. Дане сімейство включає епідермальнийфактор зростання (ЕФР або ERBB1), ERBB-2, ERBB-3 і ERBB-4. Під действіемлігандов ERBB2 утворює гетеродімери з іншими рецепторами данногосемейства, що на перший погляд має потужний потенціюють еффектомна роботу відповідних сигнальних каскадів (Harari, Yarden, 2000).

Вплив ERBB2 може різко посилюватися при суперекспрес гена.Суперекспрессія ERBB2 підвищує туморогенну клітин в культуревследствіе спонтанного фосфорилювання гетеродімери, образуемихрецепторамі, і включення відповідних сигнальних каскадів, таких як МАРК і PI3K (Harari, Yarden, 2000). У нормі сигнали, що надходять від рецепторів, швидко інактивуються за рахунок діссоціацііліганд-рецепторних комплексів і їх деградації в лізосомах. Однакоеті захисні механізми не спрацьовують в умовах суперекспрессііERBB2 (Klapper et al., 2000). Особливе місце в і ініціації сігналовпрінадлежіт ERBB3, тому що цей дефектний по кіназної актівностірецептор широко представлений на більшості епітеліальних клітин, а його ко-експресія з високоактивним ERBB2 володіє трансформірующімпотенціалом.

Встановлено, що онкобелок ERBB-2 суперекспрессірован в 20-30% пухлин молочної залози, а в разі внутрипротоковой (неінвазивної) форми РМЗ ця величина досягає 90% (Slamon et al., 1987 Knyazevet al., 1992 Imyanitov et al., 1993). Встановлено, що при ліганд-завісімойактіваціі ERBB2 важлива роль належить також іншим членам семействаетіх рецепторів. Виявилося, що ERBB-1 знаходиться в стані обратнойкорреляціі з рівнем естрогенних рецепторів (ЕР) і ассоціірованс несприятливим перебігом РМЗ (Harari, Yarden, 1999). У отношеніісуперекспрессіі ERBB-3 і ERBB-4 отримані суперечливі результати, хоча відзначається певна тенденція до позитивної корреляцііс розміром пухлини і ЕР-статусом (Srinivasan et al., 2000).

Одним з важливих аспектів дії ERBB2-рецепторів є іхспособность надавати клітинам властивість незалежності від факторовроста. Нарешті, слід підкреслити взаємозв`язок між суперекспрессіейERBB2 і рівнем циклінів D-типу в клітці. Аберрантним суперекспрессіяціклінов D-типу (D1, D2 і D3) активує CDK4 і CDK6, включаетклеточний цикл і сприяє онкогенної трансформації клітин (Harari, Yarden, 2000).

Прогностична значущість активації ERBB-2

Незважаючи на існування спочатку протиріч в результатахопределенія частоти ампліфікації ERBB2, на цей момент етісведенія носять цілком відтворений характер (Piccart et al., 2000). Як згадувалося вище, активація онкогена ERBB2 наблюдаетсяпрімерно в 20-30% РМЗ. Складніше йде справа з оцінкою рівня експрессііпродукта гена ERBB2 - білка р185. По-перше, переважна чіслосоответствующіх досліджень виконано методом імуногістохімії, який є напівкількісним за своїм характером. Зачастуюпредставляется досить важким провести грань між патологіческойактіваціей гена (різким збільшенням його експресії) і "фізіологічними"кількостями білка ERBB2. По-друге, більшість іммуногістохіміческіхработ проводилося на архівних патоморфологічних срезах- хоча, теоретично, подібний матеріал є ідеальним об`єктом дляретроспектівних досліджень, використання парафінових блоковсопряжено з додатковими технічними труднощами, такими какдеградація антигену-мішені внаслідок неадекватної консервацііобразцов, різна чутливість різних антитіл і т.д. По-третє, ранні роботи не завжди диференціювали між мембранним і цітоплазматіческімокрашіваніем ERBB2- мабуть, клінічну значимість представляеттолько рецепторная форма білка (van de Vijver, 2001). В цілому, ретельно проведені дослідження демонструють високий уровеньконкордантності між амплификацией гена ERBB2 і різким увеліченіемколічества мембранного продукту р185.

Переважна більшість дослідників сходиться на тому, що актіваціяонкогена ERBB2 асоційована з поганим прогнозом захворювання. Найчастіше, роль пошкоджень ERBB2 представляється опосередкованої, так какампліфікація і суперекспрес цього гена корелюють з "класичними"прогностичними параметрами, такими як пізня стадія захворювання, метастазування в лімфатичні вузли, низький ступінь діфференціровкіопухолі, високий мітотичний індекс, анеуплоїдних, отсутствіеестрогенових рецепторів і т.д. Однак, багато роботи указиваюттакже на самостійне, незалежне від інших факторів прогностіческоезначеніе активації ERBB2. Cущественно, що подібні закономерностісправедліви і для пацієнток Росії: зокрема, наші собственниеработи виявили чітку кореляцію між амплификацией ERBB2 іриски рецидиву РМЗ (Імянітов і ін, 1992 Imyanitov et al., 1993).

Слід підкреслити, що хоча сам факт прогностичної значімостігена ERBB2 і деяких інших молекулярних маркерів до настоящемумоменту не викликає сумніву, при виборі тактики лікування решающеезначеніе віддається все-таки традиційним маркерами прогнозу. Такимобразом, відомості про статус ERBB2 можуть залучатися лише в затруднітельнихслучаях і розцінюватися як додаткові. Зокрема, большоевніманіе залучили дослідження, присвячені значущості ERBB2прі ранніх (особливо неметастатичного) формах РМЗ. Вони встановили, що дані про активацію гена ERBB2 можуть свідчити про необходімостіінтенсіфіціровать постопераційні спостереження, і, можливо, модіфіціроватьсхему лікування. Ще більш цікавим є питання про ампліфікаціігена ERBB2 при неінвазивної формі РМЗ. Виявлено, що актіваціяERBB2 корелює з несприятливими характеристиками РМЗ in situ, зокрема з комедо-типом і низьким ступенем діфференціровкі.Однако, поки залишається неясним, чи існує асоціація междуампліфікаціей ERBB2 і ризиком переродження карциноми in situ вінвазівную форму РМЗ, тобто чи слід враховувати статус ERBB2 прівиборе обсягу оперативного втручання.

Інший важливий аспект даної проблеми - прогнозірованіееффектівності терапії пухлин на підставі оцінки ERBB2-статуса.Данной тематиці присвячені численні дослідження, результатикоторих далеко не однозначні. Проте, основний висновок сводітсяк того, що пухлини молочної залози з високим рівнем ERBB2-рецептораоказиваются більш резистентними до всіх типів протівоопухолевихвоздействій (хіміо-, гомоно- і променевої терапії) (Mass, 2000).

Методики визначення ERBB2

Розроблено цілий ряд методичних прийомів оцінки ERBB2 статусаопухолей, серед яких є методики, придатні тільки дляісследовательскіх цілей, а також ті, які знайшли застосування повсякденній клінічній практиці (van de Vijver, 2001). У качествемолекулярних мішеней в різних випадках використовують ДНК, РНК ілірецепторние білки. Можна вважати загальноприйнятим, що для оценкіампліфікаціі гена ERBB2 найбільш застосовна флуоресцентна in situгібрідізація (FISH). Однак далеко не всі практичні лабораторіііспользуют FISH, головним чином, через її складності і длітельностівиполненія. Саузерн- і Нозерн-блот і різні варіанти полімеразнойцепной реакції, мішенню для яких служать ДНК і РНК, пріменяютпреімущественно для дослідницьких цілей (Dowsett et al., 2000).

На практиці до теперішнього часу домінуюче становище прінадлежітіммуногістохіміческому (IHC) визначенням ERBB2. Дана методікадостаточно специфічна, легко і швидко здійсненна, і доступна длябільшості лабораторій. Оскільки чутливість IHC зависитот використовуваних МКА, рекомендується працювати зі стандартними набораміантітел, зокрема, з HercepTestTM фірми "DAKO" (Espinoza, Anguiano, 1999). Не виключено, однак, що автоматизація FISHі наближення ПЛР-процедури до практичних завдань можуть ізменітьсітуацію, і ці методики прийдуть на зміну менш специфічною IHC.

ERBB2 - мішень протипухлинної терапії

ERBB2-рецептор став в останні роки основний молекулярної мішенню, на яку націлений пошук нових сучасних методів лікування РМЖ.Ізвестен ряд способів специфічного придушення активності ERBB2, перше місце серед яких безумовно належить МКА до екстраклеточномудомену рецепторного білка (Yu, Hung, 2000). Спочатку билоустановлено, що мишачі МКА 4D5 Cпособность пригнічувати ріст клетокРМЖ з підвищеною експресією ERBB2. Однак імуногенність мишінихМКА обмежувала їх клінічне застосування (Baselga, 2001). Поетомумишіние МКА 4D5 піддали процедурі т.зв. гуманізації, тобто соедінілііх домени, що визначають компліментарність до ERBB2 рецептора, сG1-імуноглобуліном людини. Отримані МКА виявилися високоеффектівнимсредством пригнічення росту пухлинних клітин і придбали шірокуюізвестность під назвою препарату Герцептин (Трастузумаб). Оніпрошлі детальні доклінічні та клінічні випробування і успешноіспользуются в лікуванні метастатичного ERBB2-позитивного РМЗ (Baselga, 2001). Герцептин має виражену протівоопухолевойактівностью як в умовах монотерапії, так і в поєднанні з ізвестниміхіміопрепаратамі (таксанами, антрациклінової антибіотиками іпроізводнимі платини).

Значно меншу популярність мають поки інші підходи до модіфікацііекспрессіі ERBB2. Так, наприклад, була продемонстрована возможностьінактіваціі гена ERBB2 на рівні транскрипції за допомогою аденовірусногобелка Е1А. Даний білок в експерименті пригнічує ріст і метастазірованіеопухолей, що характеризуються суперекспрес ERBB2. Він показалтакже свою ефективність на I фазі клінічних випробувань (Yu, Hung, 2000).

Суперекспрес ERBB2 неминуче поєднується з високим уровнемактівності відповідної тирозинкінази. Тому інгібітори данногофермента можуть володіти протипухлинною дією, що нашлополное підтвердження в проведених випробуваннях. Найбільш подробноізучен інгібітор ERBB2 тирозинкінази емодін, що пригнічує фосфорілірующуюактівность ферменту, а також зростання пухлини (Zhang et al., 1995).

Описано успішні спроби придушення ERBB2-рецептора з помощьюгенних конструкцій, що кодують внутрішньоклітинні анти-ERBB2 односпіральниеантітела (Yu, Hung, 2000). Аналогічною дією володіють такжегенетіческі сконструйовані миметики анти-ERBB2 пептиду.

Інгібуючий вплив на суперекспрес ERBB2 рецептора обладаютпроізводние ретиноєвої кислоти, особливо в поєднанні з хіміопрепаратамі.В останнім часом привертає увагу створення вакцини, проявляющейактівность щодо пухлин, суперекспрессірующіх ERBB2 (Murrayet al., 2000). За допомогою білкових і ДНК вакцин вдається достічьінгібірованія суперекспрес ERBB2 і пригнічення росту спонтаннихопухолей молочної залози у мишей.

Нарешті, специфічну блокаду транскрипції гена ERBB2 возможнодостічь за допомогою антисенс-олігонуклеотидів (АТ) (Roh et al., 2000). Зв`язування АТ з комплементарної мРНК призводить до її деградації, як наслідок, з блокування синтезу ERBB2 рецептора. Передбачається, що АТ можуть стати більш ефективними інгібіторами ERBB2.

Отже, досягнуте на цей момент розуміння біологіческойролі ERBB2 в нормальної фізіології клітини і при пухлинному ростестало ключем до раціонального вибору терапевтичних стратегій, заснованих на специфічному впливі на відповідні метаболіческіепуті. Терапія пухлин знайшла нову якість в зв`язку з внедреніемтуморспеціфіческіх антитіл, спрямованих проти ERBB2. Нарядус цим, запропоновані і багато інших нових протипухлинні агенти, серед яких представлені інгібітори тірозінкіназной активності зв`язування лігандів, а також блокатори транскрипції. Ведетсяінтенсівний пошук інших засобів впливу на різні звеньясігнальних каскадів, пов`язаних з ERBB2. Незважаючи на серьезниеуспехі у використанні досягнень фундаментальної науки в клініческойпрактіке, залишається ще багато незрозумілих моментів функціонірованіяERBB2, що не дозволяє однозначно оцінити його діагностіческоеі прогностичне значення і взаємини з гормональними сигналами.

Крім того, наші знання щодо молекулярної природи взаімодействіймежду факторами зростання і ERBB2 рецепторами також недостаточни.Ето перешкоджає пошуку специфічних антагоністів даних молекул, які могли б мати протипухлинну активність. Очевидно, що життєдіяльність клітин, в тому числі і епітеліальних, находітсяпод контролем не однієї, а багатьох сигнальних систем. Виясненіевзаімодействій між ERBB2 білками і G1-білковими рецепторами, рецепторами цитокінів, адгезивними молекулами і т.д. відкриє новиегорізонти як для фундаментальних досліджень, так і для поісканових засобів протипухлинної терапії.

Залишаються поки неясними і деякі аспекти механізму действіяанті-ERBB2 антитіл, зокрема, їх здатність посилювати кардіотоксічностьхіміопрепаратов. Можливо, ця загадка буде розгадана, когдастанет зрозуміло, як ERBB2 рецептори впливають на апоптоз. Несомненноодно: чим складніші практичні завдання ми перед собою ставимо, тим більше виникає питань, породжуваних взаімопронікновеніемфундаментальних і клінічних досліджень.

Список літератури:

1. Імянітов Е.Н., Князєв П.Г. Активація онкогена ERBB-2 і прогнозтеченія раку молочної залози у людини // Зап. Онколь. - 1991.- Т. 37,? 5 - C. 527 - 534.

2. Імянітов Е.Н., Черниця О.І., Іванова О.А. та ін. Ампліфікаціяонкогена ERBB-2 (HER-2 / NEU) в пухлинах молочної залози - прогностіческіймаркер ймовірності рецидиву // т фіз. Онколь. - 1992. - Т. 14 ,? 4. - C. 25 - 29.

3. Baselga J. Clinical trials of Herceptin (trastuzumab) // Eur.J. Cancer. - 2001. - Vol. 37, Suppl 1. - P. S18 - S24.

4. Coussens L., Yang-Feng T.L., Liao Y.-C. et al. Tyrosine kinasereceptor with extensive homology to EGF receptor shares chromosomallocation with neu oncogene // Science. - 1985. - Vol. 230. - P.1132 - +1139.

5. Dowsett M., Cooke T., Ellis I. et. al. Assessment of HER2status in breast cancer: why, when and how? // Eur. J. Cancer.- 2000. - Vol. 36. - P. 170 - 176.

6. Espinoza F., Anguiano A. The HercepTest assay: another perspective // J. Clin. Oncol. - 1999. - Vol. 17. - P. 2293 - 2294.

7. Harari D, Yarden Y. Molecular mechanisms underlying ErbB2 / HER2action in breast cancer // Oncogene. - 2000. - Vol. 19. - P. 6102- 6114.

8. Imyanitov E.N., Chernitsa O.I., Serova O.M., Knyazev P.G.Rare occurrence of amplification of HER-2 (erbB-2 / neu) oncogenein ovarian cancer patients // Eur. J. Cancer. - 1992. - Vol. 28A.- P. 1300.

9. Imyanitov E.N., Chernitsa O.I., Serova O.M. et al. Amplificationof HER-2 (erbB-2 / neu) oncogene as the most significant prognosticfactor in a group of Russian breast cancer patients // Neoplasma.- 1993. - V. 40. - P. 35 - 39.

10. Klapper L.N., Waterman H., Sela M., Yarden J. Tumor-inhibitoryantibodies to HER-2 / ErbB-2 may act by recruiting c-Cbl and enhancingubiquitination of HER-2 // Cancer Res. - 2000. - Vol. 60. - P.3384 - 3388.

11. Knyazev P.G., Imyanitov E.N., Chernitsa O.I. et al. Amplificationof ERBB-2 (HER-2 / NEU) oncogene in different neoplasms of patientsfrom USSR // Oncology. - 1992. - Vol. 49. - P. 162 - 165.

12. Mass R. The role of HER-2 expression in predicting responseto therapy in breast cancer // Semin. Oncol. - 2000. - Vol. 27, Suppl 11. - P. 46 - 52.

13. Murray JL, Przepiorka D, Ioannides CG. Clinical trials ofHER-2 / neu-specific vaccines // Semin. Oncol. - 2000. - Vol. 27, Suppl 11. - P. 71 - 75.

14. Piccart M.J., Di Leo A., Hamilton A. HER2: a `predictivefactor` ready to use in the daily management of breast cancerpatients? // Eur. J. Cancer. - 2000. - Vol. 36. - P. +1755 - тисяча сімсот шістьдесят одна.

15. Roh H., Pippin J.A., Green D.W. et al. HER2 / neu antisensetargeting of human breast carcinoma // Oncogene. - 2000. - Vol.19. - P. 6138 - 6143.

16. Slamon D.J., Glarn G.M., Wong S.G. et al. Human breast cancer: correlation of relapse and survival with amplification of theHER-2 / neu oncogene // Science. - 1987. - Vol. 235. - P. 177 -182.

17. Srinivasan R., Gillett C.E., Barnes D.M., Gillick W.J. Nuclearexpression of the c-erbB-4 / HER-4 growth factor receptor in invasivebreast cancers // Cancer Res. - 2000. - Vol. 60. - P. 1483 - 1487.

18. van de Vijver M.J. Assessment of the need and appropriatemethod for testing for the human epidermal growth factor receptor-2 (HER2) // Eur. J. Cancer. - 2001. - Vol. 37, Suppl 1. - P. S11- S17.

19. Yu D., Hung M.C. Overexpression of ErbB2 in cancer and ErbB2-targetingstrategies // Oncogene. - 2000. - Vol. 19. - P. 6115 - 6121.

20. Zhang L., Chang C.J., Bacus S.S., Hung M.C. Suppressed transformationand induced differentiation of HER-2 / neu-overexpressing breastcancer cells by emodin // Cancer Res. - 1995. - Vol. 55. - P.3890 - 3896.