Иммунологический дисбаланс, генетический полиморфизм ферментов биотрансформации и рецепторы стероидных гормонов в опухоли у больных раком молочной железы

Известно, что эффективность гормональной терапии рака молочной железы (РМЖ) зависит от наличия в ткани опухоли рецепторов эстрадиола и прогестерона (ER и PR). Экспрессия стероидных рецепторов снижается при прогрессии РМЖ. Механизмы конверсии ER⁺/PR⁺ опухолей молочной железы в ER⁺/PR^- и ER^-/PR^- остаются неизвестными. Очевидно, снижение экспрессии стероидных рецепторов зависит от действия генотоксических метаболитов химических канцерогенов окружающей среды (в частности бензо[а]пирена, Bp) и эндогенных стероидных гормонов (в частности эстрадиола, E2), образование которых регулируется ферментами биотрансформации. С другой стороны, образование аддуктов генотоксических метаболитов с ДНК может индуцировать синтез специфических антител. Ранее было показано, что превышение уровней сывороточных антител класса А против Bp и E2 над уровнями антител против прогестерона (IgA-Bp/IgA-Pg > 1 и IgA-E2/ IgA-Pg > 1), обозначенное как иммунологический дисбаланс, ассоциировано с высоким риском возникновения РМЖ.

Цель исследования — выявить предполагаемые ассоциации конверсии ER⁺/PR⁺ опухолей в ER⁺/ PR^- и ER^-/PR^- с иммунологическим дисбалансом у больных РМЖ с различными генетическими вариантами ферментов биотрансформации: CYP1A1*2A (rs4646903), CYP1B1 (rs1056836), CYP19A1 (rs2470152), GSTT1 (del), GSTP1 (rs1695).

Исследование IgA-Bp, IgA-E2 и IgA-Pg в сыворотке крови 1321 некурящей женщины с диагнозом РМЖ проводили с помощью неконкурентного твердофазного иммуноферментного анализа. Конъюгаты Bp, E2 и Pg с бычьим сывороточным альбумином использовали в качестве адсорбированных на пластике антигенов и меченные пероксидазой хрена козьи антитела против IgA — для проявления связавшихся с гаптенами антител. Генетические полиморфизмы ферментов биотрансформации исследовали с помощью ПЦР в режиме реального времени. Наличие в ткани опухоли ER и PR определяли с помощью стандартного иммуно-гистохимического анализа.

У больных РМЖ I стадии (N = 534) ER⁺/PR⁺ опухоли обнаружены в 68,7% случаев, ER⁺/PR^- в 15,6%, ER^-/PR^- в 15,7%. У больных II-IV стадий (N = 787) частота ER⁺/PR⁺ опухолей снижалась до 60,2%, частота ER⁺/PR^- не изменялась (15,8%), частота ER^-/PR^- возрастала до 24,0% (p < 0,0001). Такие изменения статуса стероидных рецепторов имели место только у больных с высокими значениями индивидуальных соотношений IgA-Bp/IgA-Pg > 1 и IgA-E2/IgA-Pg > 1 (p < 0,001). У больных с низкими значениями указанных соотношений не было разницы между I и II-IV стадиями по удельному весу ER⁺/PR⁺, ER⁺/PR^- и ER^-/PR^- (p = 0,28).

У гомозигот TT CYP19A1 частота ER⁺/PR⁺ опухолей при I стадии была выше (77,1%), чем при II-IV стадиях (60,1%). Соответственно у больных II-IV стадий повышалась частота ER^-/PR^- опухолей (с 11,8% до 26,1%, p < 0,001). У носителей генотипа GSTT1 «+» ER⁺/PR⁺ опухоли обнаружены в 68,7% при I стадии и в 58,6% при II-IV стадиях, соответственно ER^-/PR^- обнаружены в 16,6% и в 24,5% случаев (p < 0,004). У гомозигот GG GSTP1 ER⁺/PR⁺ опухоли обнаружены в 57,1% при I стадии и в 60,7% при II-IV стадиях, частота ER+/PR- опухолей была ниже (14,3% против 20,2%), а ER^-/PR^- — выше (28,6% против 19,0%, p < 0,001). Удельный вес низких или высоких значений соотношений IgA-Bp/ IgA-Pg и IgA-E2/IgA-Pg был одинаковым при любом генотипе исследованных генов.

Таким образом, конверсия стероидных рецепторов опухоли у больных РМЖ независимо ассоциирована с иммунологическим дисбалансом и с полиморфизмом некоторых генов ферментов биотрансформации.

1. Глушков А.Н., Поленок Е.Г., Гордеева Л.А., Мун С.А., Костянко М.В., Антонов А.В., Титов В.А., Вержбицкая Н.Е., Вафин И.А. Иммунологический дисбаланс при раке молочной железы и раке легкого у женщин в постменопаузе // Медицинская иммунология, 2018. Т.20, № 6. С. 927-934. doi: 10.15789/1563-0625-2018-6-927-934.

2. Глушков А.Н., Поленок Е.Г., Гордеева Л.А., Мун С.А., Костянко М.В., Колпинский Г.И., Вафин И.А., Антонов А.В., Вержбицкая Н.Е. Иммунные реакции на химические канцерогены и стероидные гормоны у больных с доброкачественными и злокачественными опухолями молочной железы // Российский иммунологический журнал, 2021. Т. 24, № 1. С. 101-108.

3. Глушков А.Н., Поленок Е.Г., Мун С.А., Гордеева Л.А., Костянко М.В., Луценко В.А., Колпинский Г.И., Брежнева Е.В., Вафин И.А. Индивидуальный иммунологический фенотип и гормональный баланс у женщин в постменопаузе // Российский иммунологический журнал, 2020. Т. 23, № 1. С. 61-68.

4. Злокачественные новообразования в России в 2020 году (заболеваемость и смертность). Под ред. Каприна А.Д., Старинского В.В., Шахзадовой А.О. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2021. 252 с.

5. Шашова Е.Е., Кондакова И.В., Слонимская Е.М., Глущенко С.А. Сравнительное изучение содержания рецепторов эстрогенов и прогестерона в неизмененной, опухолевой и метастатической тканях при раке молочной железы // Сибирский онкологический журнал, 2008. Т. 4, № 28. С. 42-45.

6. Cavalieri E.L., Rogan E.G. Depurinating estrogen-DNA adducts, generators of cancer initiation: their minimization leads to cancer prevention. Clin. Transl. Med., 2016, Vol. 5, no. 1, e12. doi: 10.1186/s40169-016-0088-3.

7. Chen Z., Zhang Y., Yang J., Jin M., Wang X.W., Shen Z.Q., Qiu Z., Zhao G., Wang J., Li J.W. Estrogen promotes benzo[a]pyrene-induced lung carcinogenesis through oxidative stress damage and cytochrome c-mediated caspase-3 activation pathway in female mice. Cancer. Lett., 2011, Vol. 308, no. 1, pp. 14-22.

8. de Buck S.S., Muller C.P. Immunopropylactic approaches against chemical carcinogenesis. Vaccine, 2005, Vol. 23, no. 17-18, pp. 2403-2406.

9. Ewa B., Danuta M.S. Polycyclic aromatic hydrocarbons and PAH-related DNA adducts. J. Appl. Genet., 2017, Vol. 58, no. 3, pp. 321-330.

10. Gammon M.D., Sagiv S.K., Eng S.M., Shantakumar S., Gaudet M.M., Teitelbaum S.L., Britton J.A., Terry M.B., Wang L.W., Wang Q., Stellman S.D., Beyea J., Hatch M., Kabat G.C., Wolff M.S., Levin B., Neugut A.I., Santella R.M. Polycyclic aromatic hydrocarbon-DNA adducts and breast cancer: a pooled analysis. Arch. Environ. Health., 2004, Vol. 59, no. 12, pp. 640-649.

11. Hajian-Tilaki K. Receiver Operating Characteristic (ROC) curve analysis for medical diagnostic test evaluation. Caspian J. Intern. Med., 2013, Vol. 4, no. 2, pp. 627-635.

12. Howlader N., Altekruse S.F., Li C.I., Chen V.W., Clarke C.A., Ries L.A., Cronin K.A. US incidence of breast cancer subtypes defined by joint hormone receptor and HER2 status. J. Natl Cancer Inst., 2014, Vol. 106, no. 5, dju055. doi: 10.1093/jnci/dju055.

13. Kang S.C., Lee B.M. Effect of estrogen receptor (ER) on benzo[a]pyrene-DNA adduct formation in human breast cancer cells. J. Toxicol. Environ. Health A, 2005, Vol. 68, no. 21, pp. 1833-1840.

14. Lin S., Lin C.J., Hsieh D.P., Li L.A. ERa phenotype, estrogen level, and benzo[a]pyrene exposure modulate tumor growth and metabolism of lung adenocarcinoma cells. Lung Cancer, 2012, Vol. 75, no. 3, pp. 285-292.

15. Lodovici M., Luceri C., Guglielmi F., Bacci C., Akpan V., Fonnesu M.L., Boddi V., Dolara P. Benzo(a)pyrene diolepoxide (BPDE)-DNA adduct levels in leukocytes of smokers in relation to polymorphism of CYP1A1, GSTM1, GSTP1, GSTT1, and mEH. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 2004, Vol. 13, no. 8, pp. 1342-1348.

16. Mohammed H., Russell I.A., Stark R., Rueda O.M., Hickey T.E., Tarulli G.A., Serandour A.A., Birrell S.N., Bruna A., Saadi A., Menon S., Hadfield J., Pugh M., Raj G.V., Brown G.D., D'Santos C., Robinson J.L., Silva G., Launchbury R., Perou C.M., Stingl J., Caldas C., Tilley W.D., Carroll J.S. Progesterone receptor modulates ERa action in breast cancer. Nature, 2015, Vol. 523, no. 7560, pp. 313-317.

17. Rundle A., Tang D., Hibshoosh H., Estabrook A., Schnabel F., Cao W., Grumet S., Perera F.P. The relationship between genetic damage from polycyclic aromatic hydrocarbons in breast tissue and breast cancer. Carcinogenesis, 2000, Vol. 21, no. 7, pp. 1281-1289.

18. Rundle A., Tang D., Mooney L., Grumet S., Perera F. The interaction between alcohol consumption and GSTM1 genotype on polycyclic aromatic hydrocarbon-DNA adduct levels in breast tissue. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 2003, Vol. 12, no. 9. pp. 911-914.

19. Schellenberger M.T., Farinelle S., Willieme S., Muller C.P. Evaluation of adjuvants for a candidate conjugate vaccine against benzo[a]pyrene. Hum. Vaccin., 2011, Vol. 7, no. 1, pp. 166-173.

20. Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer Statistics, 2020. CA Cancer J. Clin., 2020, Vol. 70, no. 1, pp. 7-30.

21. Yager J.D. Mechanisms of estrogen carcinogenesis: The role of E2/E1-quinone metabolites suggests new approaches to preventive intervention - A review. Steroids, 2015, Vol. 99 (Pt A), pp. 56-60.

22. Yang L., Zahid M., Liao Y., Rogan E.G., Cavalieri E.L., Davidson N.E., Yager J.D., Visvanathan K., Groopman J.D., Kensler T.W. Reduced formation of depurinating estrogen-DNA adducts by sulforaphane or KEAP1 disruption in human mammary epithelial MCF-10A cells. Carcinogenesis, 2013, Vol. 34, no. 11, pp. 2587-2592.

23. Zhang M.H., Man H.T., Zhao X.D., Dong N., Ma S.L. Estrogen receptor-positive breast cancer molecular signatures and therapeutic potentials (Review). Biomed. Rep., 2013, Vol. 2, no. 1, pp. 41-52.