Причины и механизмы развития ретинобластомы, ретиномы у ребенка
Ретинобластома — редкая злокачественная опухоль глаз у детей с частотой 1 на 18000 живорожденных. Поздняя диагностика приводит к смертности в 70% случаев; при доступности оптимальной терапии более 95% детей вылечиваются. Эффективным подходом в лечении ретинобластомы является мультидисциплинарный подход с участием как клиницистов (офтальмологи, детские онкологи и лучевые терапевты, медицинские сестры, генетики), так и специалистов в области получения изображений, детских (игровых) специалистов и родителей. Национальные руководства могут способствовать разработке стандартов и созданию условий для проверок, исследований и клинических испытаний для постоянного развития системы оказания помощи и улучшения результатов лечения.
Опухоли происходят из эмбриональных клеток сетчатки, поэтому в большинстве случаев развиваются в возрасте до четырех лет. Первичное лечение включает выполнение энуклеации и проведение химиотерапии в комбинации с лазерокоагуляцией и криотерапией. Пациенты с системной мутацией гена-супрессора опухолевого роста RB1 находятся в повышенной зоне пожизненного риска развития других злокачественных опухолей, риск повышается при радиационном облучении. Более того, лучевая терапия в настоящее время не является лечением первого выбора с целью сохранения глаза, поэтому скрининговое обследование на экстраокулярную и трехстороннюю (трилатеральную) ретинобластому предпочтительно проводить при помощи МРТ и ультразвукового исследования, а не КТ.
Исследование ретинобластомы являлось основополагающим в понимании рака в целом. Исследования ретинобластомы обнаружили, что наследственные и ненаследственные опухоли развиваются при потере обеих аллелей гена-супрессора опухолевого роста RB1. На основании данных клинических исследований ретинобластомы было предположено существование специфического гена, подавляющего развитие злокачественной опухоли.
Ген RB1 был первым клонируемым геном-супрессором опухолевого роста, и было обнаружено, что он играет ведущую роль в развитии многих видов злокачественных опухолей.
Патогенез ретинобластомы
а) Наследственная и ненаследственная ретинобластома. У всех детей с двусторонней (билатеральной) ретинобластомой в одной из хромосом (13) имеется мутация гена RB1, предрасполагающая к развитию опухолей сетчатки в младенческом возрасте и других опухолей в течение жизни. Несмотря на то, что в 90% случаев отсутствует предшествующий семейный анамнез ретинобластомы и у впервые заболевших в этих семьях имеется новая мутация зародышевой линии, у 50% их потомства мутантный ген RB1 передастся и разовьется опухоль. У большинства детей без семейного анамнеза ретинобластомы только в одном глазу имеются нормальные врожденные аллели RB1, но на глазу с развившейся опухолью происходит потеря обеих функциональных аллелей, напоминая картину наследственной опухоли.
У 15% лиц с развившейся односторонней ретинобластомой были врожденные мутации аллели RB1, которые могут передаться их потомству.
Молекулярная и клиническая генетика являются неотъемлемой частью лечения во всех семьях, пораженных ретинобластомой.
б) Потеря обеих аллелей гена RB1 вызывает развитие ретинобластомы. Наблюдение, согласно которому у детей с двусторонней ретинобластомой заболевание диагностируется в более раннем возрасте, чем с ненаследственной, привело к теории Нудсона, утверждающей, что для начала развития ретинобластомы необходимы две мутации. На основе этого анализа предположено, что вторая одиночная мутация в развивающейся клетке сетчатки, с уже имеющейся предрасполагающей врожденной мутацией, вызывает развитие опухоли (наследственная ретинобластома), но при ненаследственной односторонней форме ретинобластомы в одной развивающейся клетке сетчатки имеются обе мутантные аллели.
Эти два события могут быть мутациями обеих аллелей гена, который бы «подавлял» развитие опухоли в сетчатке. В развивающейся клетке сетчатки с одной нормальной аллелью RB1 достаточно высока вероятность потери второй аллели RB1, так как для наследственной ретинобластомы характерны множественные опухоли. Однако у детей без врожденной мутации аллели RB1 практически невозможна потеря обеих аллелей в нескольких клетках сетчатки, поэтому развивается только одна односторонняя опухоль, и, как правило, она диагностируется у детей в более старшем возрасте, чем при наследственной ретинобластоме.
(А) Семейное дерево: матери проводили лечение двусторонней ретинобластомы энуклеацией глаза и дистанционной лучевой терапией другого глаза.
Через 42 года в зоне облучения у нее развились метастазы гемангиосаркомы (красная).
Роды обоих детей были проведены на 36 неделе гестации для облегчения раннего лечения двусторонних опухолей.
Мать и оба ребенка являются носителями зародышевой мутации RB1, что приводит к отсутствию pRB при потере нормальной аллели RB1 (М2) в развивающейся клетке сетчатки, вызывая развития опухоли.
(Б) Изображения камеры RetCam®: в три месяца на правом глазу мальчика до лечения видны две опухоли (группа А по IIRC, опухоль более чем в 1,5 мм от диска зрительного нерва);
стабильное состояние правого глаза в четыре года после лазерокоагуляции и двух курсов КЭВ (карбопластин, этопозид и винкристин) химиотерапии с циклоспорином А и еще большим числом курсов лазерокоагуляции.
(В) Изображения камеры RetCam®: до лечения, левый глаз девочки в два месяца (группа В по IIRC, опухоль менее чем в 3 мм от фовеа);
рубцы после лазерокоагуляции и новая опухоль над зрительным нервом в четыре месяца;
рецидив в области исходного рубца с распространением в сторону фовеа с васкуляризацией опухоли по данным флюоресцентной ангиогарфии;
плоские рубцы в 2,5 года после проведения лазерокоагуляции, двух курсов КЭВ химиотерапии с циклоспорином А для контролирования,
угрожающих зрению, повторного проведения химиотерапии и в большем объеме лазерокоагуляции (иллюстрации Leslie MacKeen, Cynthia VandenHoven и Carmelina Trimboli.)
в) Функции белка ретинобластомы. Продуктом гена RB1 (pRB) является фосфопротеин массой 110 кДа, который при взаимодействии со многими белками участвует в регуляции клеточного цикла, дифференцировке и в контроле стабильности генома. Опухолевые ДНК-вирусы, вызывающие развитие злокачественных опухолей (например, вирус папилломы человека), реализуют это за счет частичного связывания с областью структурного «кармана» белка pRB.
Мутация зародышевой линии RB1 приводит к 40000-кратному относительному риску (ОР) развития ретинобластомы, 500-кратному ОР развития саркомы, который возрастает до 2000-кратного при применении лучевой терапии, но не повышается при лейкозе. Хотя pRB является ключевым во всех делящихся клетках, его роль в развитии клеток крайне тканеспецифична. Часть развивающихся клеток сетчатки может зависеть исключительно от pRB для окончательной дифференцировки во взрослую, функционирующую сетчатку. Потеря pRB способствует геномным изменениям и нестабильности, приводящей к последующим мутациям в онкогенах и других генах-супрессорах опухолей, что приводит к развитию опухоли сетчатки.
г) Спектр мутаций гена RB1. Большинство мутаций в гене RB1 уникальны для каждой семьи, и распределяются в гене RB1 на всем протяжении без настоящих «горячих точек». Выявление чувствительных мутаций требует подсчета числа копий в каждом экзоне и промоторе гена для выявления больших делений и дупликаций, секвенирования для точечных мутаций, исследования мРНК для подтверждения или выявления интронных мутаций, нарушающих сплайсинг экзонов, и анализа статуса метилирования промотора в образце опухоли. Применение этих методов в комбинации с генетической экспертизой, сфокусированной на ретинобластоме для интерпретации данных, позволяет выявить более 95% мутаций гена RB1 9,14.
д) Другие манифестации мутантных аллелей гена RB1. Мутация RB1 также предрасполагает к доброкачественным опухолям сетчатки, ретиноме, эктопической интракраниальной ретинобластоме (трилатеральная (трехсторонняя) ретинобластома), и второй экстраокулярной злокачественной опухоли.
е) Ретинома. Ретинома — доброкачественный вариант мутации гена RB1, Эту непрогрессирующую патологию характеризуют три признака: проминирующая серая масса сетчатки, кальцинаты и окружающие их пролиферирующий пигментный эпителий сетчатки (ПЭС) и пигментация. Эти три признака также видны и после проведения лучевой терапии по поводу ретинобластомы. Ретинома, если она выявлена в детстве, что бывает очень редко, бессимптомная опухоль без озлокачествления. Описаны единичные случаи, когда ретинома прогрессировала в активную ретинобластому. Однако как правило, ретинома располагается под активной ретинобластомой и может быть обнаружена при патогистологическом исследовании энуклеированного (удаленного) глаза. Отличительной особенностью является образование цветочноподобных клеток и отсутствие маркеров пролиферации.
При ретиноме обе аллели RB1 мутантные и определяется геномная нестабильность, которая прогрессирует в степени и числе генов, вовлеченных в смежной, быстро пролиферирующей ретинобластоме. Обнаружение ретиномы при осмотре сетчатки у родственника пациента с ретинобластомой указывает, что они несут мутантную аллель RB1.
ж) Эктопическая внутричерепная (трилатеральная, трехсторонняя) ретинобластома. Трехсторонняя (трилатеральная) ретинобластома это среднемозговая опухоль или первичная опухоль пинеальной области, связанная с наследственной ретинобластомой, но не вследствие метастазирования. Опухоль относится к нейробластомам и напоминает низкодифференцированную ретинобластому. Пинеальные опухоли развиваются у 5% детей с мутациями гена RB1, но не следует их путать с кистами шишковидной железы, встречающимися у 2% всех детей и не требующими лечения. У больных детей может быть повышенное внутричерепное давление при отсутствии признаков новообразования в пинеальной или параселлярной областях по данным МРТ. Опухоль шишковидной железы можно выявить при помощи МРТ при рутинном скрининге на интракраниальные опухоли на стадии, когда еще можно провести лечение.
з) Множественные разные злокачественные опухоли. У людей с мутантным геном RB1 повышенный риск развития второй экстраокулярной злокачественной опухоли, которая может развиваться внутри или вне зоны облучения. Облучение, особенно у младенцев до года жизни, повышает риск развития сарком и других злокачественных опухолей внутри зоны облучения. Наиболее характерной второй первичной опухолью у лиц с мутациями гена RB1 является остеосаркома, но имеются публикации и о множестве других новообразований. Эти индуцированные облучением опухоли крайне сложны в лечении, раньше дети с мутациями в гене RB1 чаще умирали от второй опухоли, чем от неконтролируемой ретинобластомы. В настоящее время у детей с ретинобластомой облучение ограничивают, чтобы сохранить оставшийся глаз.
Мультиформная глиобластома, развившаяся в зоне облучения через 10 лет после энуклеации левого глаза
и облучения правого глаза по поводу двусторонней ретинобластомы.
(А) Ретинобластома с экзофитным ростом (группа D по IIRC) с развившейся отслойкой сетчатки у ребенка трех лет с односторонним поражением.
(Б) На В-скане видны кальцинаты в одиночной опухоли вблизи зрительного нерва.
(В) На В-скане определяется субретинальное кровоизлияние и отсутствие вовлечения опухолью зрительного нерва.
(Г) КТ: внутриглазные кальцинаты, зрительный нерв нормального размера.
(Д) Сразу после энуклеации проведено вскрытие глазного яблока для получения живых опухолевых клеток, в которых выявлены две мутации гена RB1 (гомозиготная делеция 16 экзона С-1450, вставка АТ).
Мутантная аллель RB1 не была обнаружена в крови ребенка, таким образом риск для его кровных братьев и сестер отсутствует.
Его будущие потомки будут проверены на наличие мутантной аллели опухоли, так как она может быть мозаичной.
(Е) Ребенок через два дня после энуклеации носит временный протез-конформатор, установленный во время операции.
Мутация 16 экзона RB1 не выявлена в крови, что указывает на ненаследственный характер ретинобластомы.
Но так как остается вероятность наличия у ребенка мозаичной мутации RB1, его будущие потомки будут проверена на наличие данной мутации (иллюстрации Cynthia VandenHoven и Carmelina Trimboli.)
Свежий материал опухоли, взятый для определения мутантных аллелей RB1 при односторонней опухоли.
(А) Зрительный нерв (8-12 мм) отделяют от глазного яблока и дистальный конец помечают швом.
Зрительный нерв представлен отдельным препаратом в отдельном контейнере с формалином, чтобы не произошло его контаминация опухолевыми клетками из вскрытого глаза.
(Б) При осмотре зрительный нерв за областью решетчатой пластинки выглядит нормальным, что необходимо подтвердить при микроскопии.
(В) Для доступа к живой опухоли глазное яблоко вскрывают острым лезвием с учетом расположения опухоли относительно зрительного нерва сверху или снизу от лимба.
(Г) Верхний или нижний купол (полусфера) достаточны для получения необходимого количества материала внутриглазной опухоли и полноценных молекулярных исследований.
Зрительный нерв и сосудистую оболочку не захватывают, т.к. они важны для патоморфологической оценки риска экстраокулярного распространения опухоли.
Для молекулярных исследований опухоль отправляют в лабораторию в стерильной питательной среде.
В данной односторонней опухоли были мутации (М1 и М2) в гетерозиготном состоянии экзона 14 с заменой CGA на TGA (R445X) и интрона 16 с заменой G на A (cDNA 1498 + 5), приведшие к плайсинговой мутации.
Ни М1, ни М2 не выли выявлены в крови ребенка.
(А) Ретинома с отсевом в стекловидное тело (стереоизображения), выявленная в 18 лет, при наблюдении до 30 лет не изменилась; у дочери развилась двусторонняя ретинобластома.
(Б, В) Множественная двустороння ретинома обнаружена у дедушки после того как у его внучки развилась односторонняя ретинобластома.
У его дочери была выявлена двусторонняя ретинобластома и в возрасте 40 лет—менингиома.
(Г) У всех пораженных членов семьи была нулевая зародышевая мутация RB1 (точечная гетерозиготная мутация 17 экзона, приведшая к образования стоп-кодона).
