Результаты изучения иммунофенотипа рака молочной железы и его взаимосвязь с показателями гемопоэза
Результаты изучения иммунофенотипа рака молочной железы и его взаимосвязь с показателями гемопоэза
Рябчиков Д.А., Чулкова С.В., Шамилов Ф.А., Чантурия Н.В., Желтиков С.Д., Тупицын Н.Н. Результаты изучения иммунофенотипа рака молочной железы и его взаимосвязь с показателями гемопоэза. Современная Онкология. 2021; 23 (2): 275–279. DOI: 10.26442/18151434.2021.2.200958
________________________________________________
Ryabchikov DA, Chulkova SV, Shamilov FA, Chanturia NV, Zheltikov SD, Tupitsyn NN. Breast cancer immunophenotype and its relationship with haematopoiesis. Journal of Modern Oncology. 2021; 23 (2): 275–279. DOI: 10.26442/18151434.2021.2.200958
Результаты изучения иммунофенотипа рака молочной железы и его взаимосвязь с показателями гемопоэза
Рябчиков Д.А., Чулкова С.В., Шамилов Ф.А., Чантурия Н.В., Желтиков С.Д., Тупицын Н.Н. Результаты изучения иммунофенотипа рака молочной железы и его взаимосвязь с показателями гемопоэза. Современная Онкология. 2021; 23 (2): 275–279. DOI: 10.26442/18151434.2021.2.200958
________________________________________________
Ryabchikov DA, Chulkova SV, Shamilov FA, Chanturia NV, Zheltikov SD, Tupitsyn NN. Breast cancer immunophenotype and its relationship with haematopoiesis. Journal of Modern Oncology. 2021; 23 (2): 275–279. DOI: 10.26442/18151434.2021.2.200958
Обоснование. Использование иммунотерапевтических подходов в лечении рака требует глубокого и всестороннего понимания биологических особенностей опухоли. В этой связи изучение иммунофенотипа опухоли является одним из ведущих научных направлений. Молекулы главного комплекса гистосовместимости рассматриваются как перспективные маркеры предсказания эффективности иммунотерапии. Цель. Изучить иммунофенотип опухоли при различных молекулярных подтипах рака молочной железы (РМЖ). Материалы и методы. В исследование включены 99 больных РМЖ. Люминальный рак – 84,8% (n=83), Erb-B2 сверхэкспрессирующий (HER2+) подтип – 5,0% случаев (n=5), трижды негативный подтип РМЖ – 10,2% (n=10). Стадии: Т1 (51,5%), Т2 (44,4%), Т3 (2,0%). Метастатическое поражение лимфоузлов (N+) отмечено в 39,4% (n=39) случаев. Степень злокачественности в 80,8% соответствовала G2. Изучены образцы опухолевой ткани и костного мозга. Иммунофенотипирование опухоли проводилось на криостатных срезах методом иммунофлуоресценции. Использованы антитела к HLA-I, HLA-DR, CD71, напрямую конъюгированные с флуорохромами PE, FITC, PE-Cy5. Костный мозг изучался морфологическим методом с применением световой микроскопии. Статистическую обработку данных выполняли с использованием пакета IBM-SPSS Statistics v.21. Результаты. При люминальном РМЖ (ЛРМЖ) в 50,8% (31/61) случаев молекула HLA-I на мембране отсутствует или экспрессируется единичными опухолевыми клетками. Снижение уровней экспрессии HLA-I при люминальном подтипе сочеталось с отсутствием антигенов HLA-DR, что установлено в 63,1% случаев. Более высокая частота экспрессии HLA-I наблюдается при Erb-B2 сверхэкспрессирующем и трижды негативном подтипе РМЖ; р>0,05. Экспрессия CD71 выявлена в 67,8% (40/59) исследуемых образцов люминального подтипа. При трижды негативном подтипе РМЖ установлено, что CD71 экспрессирован на поверхности большинства опухолевых клеток (70%). Статистически значимых различий между изученными молекулярными подтипами РМЖ не выявлено. Анализ в пределах люминальных подтипов выявил, что при В-подтипах экспрессия СD71 наблюдалась гораздо чаще: 76,5% (n=26) и 75% (n=3) против 52,4% (n=11). HLA-I экспрессирующие опухоли люминального рака характеризовались более высокими уровнями эритроидных предшественников (полихроматофильных нормобластов 9,0±0,9 и 5,8±0,8%, р=0,017; оксифильных нормобластов (7,9±0,7 и 5,3±0,6%, p=0,008), увеличением суммы клеток эритроидного ростка (17,7±1,5 и 11,6±1,5%, р=0,009) и повышенным содержанием миелокариоцитов (93,1±17,1 тыс/мкл против 57,3±9,0 тыс/мкл, p=0,083). Заключение. При ЛРМЖ отмечено снижение уровней экспрессии молекул HLA I класса в сочетании с отсутствием на мембране опухолевых клеток антигенов HLA-DR, что наблюдалось в более чем 1/2 анализируемых образцов. Частота экспрессии при трижды негативном раке выше, чем при люминальном подтипе. Статистически значимых различий между молекулярными подтипами в уровне экспрессии молекул HLA I и II класса не выявлено. Экспрессия трансферринового рецептора отмечена в большинстве случаев трижды негативного подтипа РМЖ. Установлена связь экспрессии молекул гистосовместимости HLA-I с показателями гемопоэза при ЛРМЖ.
Background. The applying of immunotherapeutic approaches in cancer treatment requires a deep and comprehensive understanding of the tumor biological characteristics. In this regard, the study of the tumor immunophenotype is one of the leading scientific directions. The major histocompatibility complex molecules are considered to be the promising markers of the immunotherapy effectiveness prediciton. Aim. To research tumor immunophenotype in different molecular subtypes of breast cancer (BC). Materials and methods. The study included 99 patients with BC. Luminal cancer – 84.8% (n=83), Erb-B2 overexpressing (HER2+) subtype – 5.0% of cases (n=5), triple-negative BC – 10.2% (n=10). Stages: T1 (51.5%), T2 (44.4%), T3 (2.0%). Lymph node metastases (N+) were present in 39.4% (n=39) of cases. Grade of malignancy: 80.8% (G2). Samples of tumor tissue and bone marrow were examined. Immunophenotyping of the tumor was carried out on cryostat sections by the method of immunofluorescense. Antibodies to HLA-I, HLA-DR, CD71 were used and were directly conjugated to fluorochromes PE, FITC, PE-Cy5. The bone marrow was examined by a morphological method using light microscopy. Statistical data processing was performed using the IBM-SPSS statistics v2.1. Results. In 50.8% (31/61) cases of luminal BC (LBC), the HLA-I molecule is absent on the membrane or is expressed by single tumor cells. A decrease in HLA-I expression levels in the luminal subtype was combined with the absence of HLA-DR antigens, which was found in 63.1% of cases. A higher frequency of HLA-I expression is observed in the Erb-B2 overexpressing BC, the differences are insignificant. Expression of CD71 was defected in 67.8% (40/59) of the studied samples of LBC. CD71 was expressed on the surface of most tumor cells (70%) in triple-negative BC. There were no statistically significant differences between the studied molecular subtypes of BC. Analysis of the luminal subtypes revealed that CD71 expression was observed much more often in luminal B subtype: 76.5% (n=26) and 75% (n=3) versus 52.4% (n=11). HLA-I expressing luminal cancer were characterized by higher levels of erythroid precursors (polychromatophilic normoblasts 9.0±0.9 and 5.8±0.8%, p=0.0017; oxyphilic normoblasts (7.9±0.7 and 5.3±0.6%, p=0.008), an increase in the amount of erythroid germ cells (17.7±1.5 and 11.6±1.5%, р=0.009) and an increased content of myelokaryocytes (93.1±17.1 thousand/µl versus 57.3±9.0 thousand/µl, p=0.083). Conclusion. In LBC a decrease in the expression levels of HLA-I class molecules was noted in combination with the absence of HLA-DR antigens on the membrane of tumor cells, which was observed in more than half of the analyzed samples. The frequency of expression in triple-negative cancer is higher than in the luminal subtype. There were no statistically significant differences between molecular subtypes by the level of expression of HLA-I and II class molecules. Transferrin receptor expression has been reported in most cases of triple-negative BC subtype. The interconnection between the expression of HLA-I histocompatibility molecules and hematopoetic parameters in LBC has been established.
Keywords: luminal breast cancer, immunophenotype, HLA-I, HLA-II, CD71, bone marrow, hematopoiesis
1. American Cancer Society. Cancer Fact and Figures. 2020. https://www.cancer.org/research/cancer-facts-statistics/all-cancer-facts-figures/cancer-facts-figure...
2. Коваленко Е.И., Артамонова Е.В. Неоадъювантная терапия рака молочной железы. Значение резидуальной болезни. Мед. алфавит. 2020;20:30-3 [Kovalenko EI, Artamonova EV. Neoad»iuvantnaia terapiia raka molochnoi zhelezy. Znachenie rezidual’noi bolezni. Med. alfavit. 2020;20:30-3 (in Russian)].
3. Sabbatino F, Liguori L, Polcaro G, et al. Role of Human Leukocyte Antigen System as A Predictive Biomarker for Checkpoint-Based Immunotherapy in Cancer Patients. Int J Mol Sci. 2020;21:7295.
4. da Silva GB, Silva TG, Duarte RA, et al. Expression of the Classical and Nonclassical HLA Molecules in Breast Cancer. Int J Breast Cancer. 2013;2013:250435.
5. Shukla A, Cloutier M, Santharam AM, et al. Int J Mol Sci. 2021;22(4):1964. DOI:10.3390/ijms22041964; PMID: 33671123
6. Pedersen MH, Hood BL, Beck HC, et al. Downregulation of antigen presentation-associated pathway proteins is linked to poor outcome in triple-negative breast cancer patient tumors. Oncoimmunology. 2017;6(5):e1305531. DOI:10.1080/2162402X.2017.1305531
7. Habashy HO, Powe DG, Staka CM, et al. Transferrin receptor (CD71) is a marker of poor prognosis in breast cancer and can predict response to tamoxifen. Breast Cancer Res Treat. 2010;119:283.
8. Беришвили А.И., Тупицын Н.Н., Лактионов К.П. Иммунофенотипическая характеристика отечно-инфильтративной формы рака молочной железы. Опухоли женской репродуктивной системы. 2009;3-4:15-9 [Berishvili AI, Tupitsyn NN, Laktionov KP. Immunofenotipicheskaia kharakteristika otechno-infil’trativnoi formy raka molochnoi zhelezy. Opukholi zhenskoi reproduktivnoi sistemy. 2009;3-4:15-9 (in Russian)].
9. Артамонова Е.В. Роль иммунофенотипирования в диагностике и прогнозе рака молочной железы. Иммунология гемопоэза. 2009; 1(9):8-52 [Artamonova EV. Rol’ immunofenotipirovaniia v diagnostike i prognoze raka molochnoi zhelezy. Immunologiia gemopoeza. 2009; 1(9):8-52 (in Russian)].
10. Чулкова С.В., Кожоналиева А.М., Стилиди И.С., и др. Характеристика эритроидного ростка костного мозга у больных раком яичников. Мед. алфавит. 2021;1:39-45 [Chulkova SV, Kozhonalieva AM, Stilidi IS, et al. Kharakteristika eritroidnogo rostka kostnogo mozga u bol’nykh rakom iaichnikov Med. alfavit. 2021;1:39-45 (in Russian)].
11. Чулкова С.В., Тупицын Н.Н., Джуманазаров Т.М., и др. Обнаружение диссеминированных опухолевых клеток в костном мозге у больных немелкоклеточным раком легкого. Рос. биотерапевт. журн. 2020;19(3):29-37 [Chulkova SV, Tupitsyn NN, Dzhumanazarov TM, et al. Obnaruzhenie disseminirovannykh opukholevykh kletok v kostnom mozge u bol’nykh nemelkokletochnym rakom legkogo. Ros. bioterapevt. zhurn. 2020;19(3):29-37 (in Russian)].
12. Рябчиков Д.А., Безнос О.А., Дудина И.А., и др. Диссеминированные опухолевые клетки у пациентов с люминальным раком молочной железы. Рос. биотерапевт. журн. 2018;17(1):53-7 [Riabchikov DA, Beznos OA, Dudina IA, et al. Disseminirovannye opukholevye kletki u patsientov s liuminal’nym rakom molochnoi zhelezy. Ros. bioterapevti. zhurn. 2018;17(1):53-7 (in Russian)].
13. Kaneko K, Ishigami S, Kijima Y, et al. Clinical implication of HLA class I expression in breast cancer. BMC Cancer. 2011;11:454. DOI:10.1186/1471-2407-11-454
14. Енгай Д.А., Поддубная И.В., Тупицын Н.Н. Особенности иммунофенотипа клеток рака молочной железы IIb стадии. Сиб. онкол. журн. 2007;4(24):66-9 [Engai DA, Poddubnaia IV, Tupitsyn NN. Osobennosti immunofenotipa kletok raka molochnoi zhelezy IIb stadii. Sib. onkol. zhurn. 2007;4(24):66-9 (in Russian)].
15. Sinn BV, Weber KE, Schmitt WD, et al. Human leucocyte antigen class I in hormone receptor-positive, HER2-negative breast cancer: association with response and survival after neoadjuvant chemotherapy. Breast Cancer Res. 2021;142:2019.
16. Chernysheva O, Markina I, Demidov L, et al. Bone marrow involvement in melanoma. Potentials for detection of disseminated tumor cells and characterization of their subsets by flow cytometry. Cells. 2019;8:627. DOI:10.3390/cells8060627; PMID: 31234438
________________________________________________
1. American Cancer Society. Cancer Fact and Figures. 2020. https://www.cancer.org/research/cancer-facts-statistics/all-cancer-facts-figures/cancer-facts-figure...
2. Kovalenko EI, Artamonova EV. Neoad»iuvantnaia terapiia raka molochnoi zhelezy. Znachenie rezidual’noi bolezni. Med. alfavit. 2020;20:30-3 (in Russian)
3. Sabbatino F, Liguori L, Polcaro G, et al. Role of Human Leukocyte Antigen System as A Predictive Biomarker for Checkpoint-Based Immunotherapy in Cancer Patients. Int J Mol Sci. 2020;21:7295.
4. da Silva GB, Silva TG, Duarte RA, et al. Expression of the Classical and Nonclassical HLA Molecules in Breast Cancer. Int J Breast Cancer. 2013;2013:250435.
5. Shukla A, Cloutier M, Santharam AM, et al. Int J Mol Sci. 2021;22(4):1964. DOI:10.3390/ijms22041964; PMID: 33671123
6. Pedersen MH, Hood BL, Beck HC, et al. Downregulation of antigen presentation-associated pathway proteins is linked to poor outcome in triple-negative breast cancer patient tumors. Oncoimmunology. 2017;6(5):e1305531. DOI:10.1080/2162402X.2017.1305531
7. Habashy HO, Powe DG, Staka CM, et al. Transferrin receptor (CD71) is a marker of poor prognosis in breast cancer and can predict response to tamoxifen. Breast Cancer Res Treat. 2010;119:283.
8. Berishvili AI, Tupitsyn NN, Laktionov KP. Immunofenotipicheskaia kharakteristika otechno-infil’trativnoi formy raka molochnoi zhelezy. Opukholi zhenskoi reproduktivnoi sistemy. 2009;3-4:15-9 (in Russian)
9. Artamonova EV. Rol’ immunofenotipirovaniia v diagnostike i prognoze raka molochnoi zhelezy. Immunologiia gemopoeza. 2009; 1(9):8-52 (in Russian)
10. Chulkova SV, Kozhonalieva AM, Stilidi IS, et al. Kharakteristika eritroidnogo rostka kostnogo mozga u bol’nykh rakom iaichnikov Med. alfavit. 2021;1:39-45 (in Russian)
11. Chulkova SV, Tupitsyn NN, Dzhumanazarov TM, et al. Obnaruzhenie disseminirovannykh opukholevykh kletok v kostnom mozge u bol’nykh nemelkokletochnym rakom legkogo. Ros. bioterapevt. zhurn. 2020;19(3):29-37 (in Russian)
12. Riabchikov DA, Beznos OA, Dudina IA, et al. Disseminirovannye opukholevye kletki u patsientov s liuminal’nym rakom molochnoi zhelezy. Ros. bioterapevti. zhurn. 2018;17(1):53-7 (in Russian)
13. Kaneko K, Ishigami S, Kijima Y, et al. Clinical implication of HLA class I expression in breast cancer. BMC Cancer. 2011;11:454. DOI:10.1186/1471-2407-11-454
14. Engai DA, Poddubnaia IV, Tupitsyn NN. Osobennosti immunofenotipa kletok raka molochnoi zhelezy IIb stadii. Sib. onkol. zhurn. 2007;4(24):66-9 (in Russian)
15. Sinn BV, Weber KE, Schmitt WD, et al. Human leucocyte antigen class I in hormone receptor-positive, HER2-negative breast cancer: association with response and survival after neoadjuvant chemotherapy. Breast Cancer Res. 2021;142:2019.
16. Chernysheva O, Markina I, Demidov L, et al. Bone marrow involvement in melanoma. Potentials for detection of disseminated tumor cells and characterization of their subsets by flow cytometry. Cells. 2019;8:627. DOI:10.3390/cells8060627; PMID: 31234438
1 ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, Москва, Россия;
2 ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия;
3 ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, Москва, Россия
*chulkova@mail.ru
________________________________________________
Denis A. Ryabchikov1, Svetlana V. Chulkova*1,2, Farhad A. Shamilov1, Nail V. Chanturia1,3, Sergey D. Zheltikov1,3, Nikolay N. Tupitsyn1
1 Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Moscow, Russia;
2 Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia;
3 Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow, Russia
*chulkova@mail.ru