Диагностика новообразований щитовидной железы

Введение

Одной из актуальных проблем современной эндокринологии является диагностика и лечение новообразований щитовидной железы (ЩЖ). В структуре узловых образований коллоидный зоб встречается до 80%, доброкачественные фолликулярные опухоли – до 10–15%, а рак щитовидной железы (РЩЖ) – до 5% [1]. Согласно данным Российского центра информационных технологий и эпидемиологических исследований в области онкологии в составе МНИОИ им. П.А. Герцена, на конец отчетного 2016 г. в структуре больных с онкологией РЩЖ составляет 4,4%. Это наиболее распространенное онкологическое заболевание среди опухолей эндокринных органов. Заболеваемость РЩЖ в последние десятилетия растет по всему миру [2–4]. Заболеваемость РЩЖ в США составляет 12,2 новых случаев на 100 000 населения в год [5], и, по данным N. Howlader (2016), с 1975 по 2013 г. в США выявление РЩЖ выросло на 211% [6]. По данным Американского общества борьбы с раковыми заболеваниями (The American Cancer Society), заболеваемость РЩЖ увеличивается ежегодно более чем на 5% среди мужчин и женщин, делая его одним из самых быстро растущих с эпидемиологической точки зрения. Связано ли это с фактическим ростом заболеваемости РЩЖ или отражает улучшение диагностических методов? Этот вопрос остается спорным, однако все больше фактов свидетельствует о последнем [6–9]. Часть авторов считают, что рост заболеваемости РЩЖ обусловлен в основном увеличением выявляемости микрокарцином в связи с повсеместным применением скринингового ультразвукового исследования (УЗИ) [2]. Национальная программа скрининга рака в сочетании с относительно низкой стоимостью УЗИ ЩЖ считается одним из основных факторов 17,5-кратного увеличения заболеваемости РЩЖ в Южной Корее с 1993 по 2011 г., преимущественно за счет опухолей менее 1 см, при неизменном уровне летальности [10]. Однако часть исследований показывает в том числе увеличение частоты выявления опухолей с регионарными и отдаленными метастазами и опухолей больших размеров [4].

Большинство случаев РЩЖ высоко дифференцированы (ВДРЩЖ) и имеют низкий уровень смертности, особенно при обнаружении на начальных стадиях. Ранее считалось, что высокодифференцированный папиллярный РЩЖ, наиболее часто наблюдаемый вариант, выявляют в 60–80% от всех злокачественных новообразований ЩЖ, фолликулярный РЩЖ – в 10–20% [11]. Пациенты с анапластическим (недифференцированным), низкодифференцированным, медуллярным РЩЖ, а также при выявлении на поздних стадиях заболевания имеют больший риск рецидива и высокий уровень смертности. Анапластический РЩЖ выявляют в 10–15%, медуллярный РЩЖ – в 5–10% случаев [12]. По данным J.A. Fagin и соавт., опубликованным в 2016 г., структура рака ЩЖ несколько изменилась (рис. 1) [13].

Рис. 1. Гистологические варианты РЩЖ.

Методика поиска и отбора публикаций для включения в обзор

В обзорной рукописи были использованы научные публикации из международной базы данных MEDLINE. Поиск проведен в период с июля по октябрь 2018 г. В процедуре поиска были использованы фильтры: дата публикации с 2008 г. по настоящее время; ключевые слова: thyroid neoplasms, thyroid nodules, TI-RADS, Bethesda, NIFTP, molecular diagnostics, molecular testing, BRAF, KRAS, NRAS, HRAS, GNAS, PTEN, TP53, PIK3CA, AKT1, CTNNB1, TERT, TSHR, EIF1AX, MAP2K1, MAP2K2, MAPK1; поисковые запросы: diagnosis of thyroid neoplasms,diagnosis and management of thyroid nodules, thyroid imaging reporting and data systems, diagnostic criterion of noninvasive follicular thyroid neoplasm with papillary-like nuclear features, indeterminate thyroid FNAs, molecular testing of thyroid nodules, the role of BRAF mutation analysisin thyroid fine-needle aspiration, mutations in indeterminate thyroid nodules, mutations in thyroid cancer.

Ультразвуковое исследование новообразований ЩЖ

Для диагностики узловых образований ЩЖ в первую очередь проводится клиническое обследование и пальпация ЩЖ и регионарных лимфоузлов. Пальпаторно узловые образования ЩЖ выявляют в 4–8% случаев. Пальпация шеи является очень неточным методом в части определения размеров и не дает никакого представления о морфологии, однако именно пальпируемое образование на шее является основным показанием к проведению УЗИ [14].

УЗИ определяет узлы ЩЖ в 19–67% случаев в популяции, и это один из самых точных методов выявления узловых образований; однако данный метод имеет низкую точность в дифференциации доброкачественных и злокачественных поражений [15]. Подозрительные ультразвуковые признаки узла ЩЖ, связанные с высокой вероятностью злокачественности, включают: гипоэхогенность, неровные, нечеткие границы, микрокальцинаты, переднезадний размер образования больше его ширины (“выше/чем/шире”).

Для стратификации риска злокачественности новообразований ЩЖ по УЗИ была предложена система TI-RADS (Thyroid Imaging Reporting and Data Systems) [16]. Термин TI-RADS был впервые использован E. Horvath и соавт [17].

В 2009 г. E. Horvath и соавт. опубликовали результаты восьмилетнего проспективного трехэтапного исследования, целью которого было создание единой УЗИ-классификации. Авторы проанализировали эхограммы в общей сложности 1959 пациентов с узловыми образованиями ЩЖ. Всем пациентам была проведена тонкоигольная аспирационная биопсия (ТАБ), а затем проанализирована корреляция результатов цитологического и гистологического исследований и найденных ультразвуковых признаков образований. На основе этих данных была создана классификация TI-RADS. Было описано 10 моделей УЗИ узловых образований ЩЖ, которые объединили в группы по риску злокачественности. За основу была взята система ультразвуковой оценки новообразований молочной железы. Первоначальная цель TI-RADS заключалась в оптимизации показаний к ТАБ, при этом чувствительность, специфичность, положительная прогностическая ценность (positive predictive value (PPV)), отрицательная прогностическая ценность (negative predictive value (NPV)) и точность составили 88, 49, 49, 88 и 94% соответственно [16].

В 2011 г. корейские исследователи предложили более простую в использовании модель, основанную на подсчете количества подозрительных ультразвуковых признаков. Эта модель была названа К-TI-RADS (Korean Thyroid Imaging Reporting and Data System). В настоящий момент в клинической практике применяются несколько модификаций TI-RADS: чилийская, украинская, корейская и французская. Эти модификации не имеют принципиальных отличий. Специалисты УЗИ используют также шкалы, разработанные Американской (AmericanThyroid Association (АTA), Statement on Preoperative Imaging for Thyroid Cancer Surgery, 2014) и Британской (British Thyroid Association (BTA), Ultrasound assessment of thyroid nodules, 2014) тиреоидными ассоциациями. Однако на сегодняшний день TI-RADS и ее различные модификации являются самыми популярными.

По результатам проведенного X. Wei и соавт. метаанализа TI-RADS [18], чувствительность и специфичность этого диагностического инструмента составили 79 и 71% соответственно; это указывает на то, что категории TI-RADS являются эффективным инструментом для оценки доброкачественных и злокачественных узлов щитовидной железы и для принятия решения о дальнейшей биопсии.

В марте 2017 г. Journal of American College of Radiology опубликовал новую версию TI-RADS (ACR TI-RADS) и рекомендации к ее использованию [19]. Еще более упрощенная новая схема подразумевает, что каждому приведенному признаку (структура, эхогенность, эхогенные очаги, форма и контуры) будет присвоено определенное количество баллов, а затем по результатам подсчета найденное образование можно будет отнести к одной из существующих категорий: TR1 – доброкачественное образование (0 баллов), TR2 – нет подозрения на малигнизацию (2 балла), TR3 – незначительное подозрение на малигнизацию (3 балла), TR4 – умеренное подозрение на малигнизацию (4–6 баллов), TR5 – серьезное подозрение на малигнизацию (7 и более баллов).

Для разработки новых рекомендаций были использованы данные литературы, результаты программы SEER (Surveillance, Epidemiology, and End Results) Национального института рака США и оценка существующих классификационных систем.

По заявлению Комитета TI-RADS, новые критерии должны:

• быть легко воспроизводимыми;
• снизить количество проводимых биопсий узловых образований ЩЖ с низким риском злокачественности;
• давать возможность оценить все возможные узловые образования;
• базироваться на уже разработанном лексиконе;
• быть простыми в применении специалистами ультразвуковой диагностики.

ACR TI-RADS согласуется с большинством других рекомендаций, устанавливающих показания для биопсии образований высокого риска размером 1 см и более. Однако порог для образований среднего и умеренного риска (2,5 и 1,5 см соответственно) выше, чем рекомендованные ATA и Korean Society of Thyroid Radiology.

Авторы рекомендуют определять эхоструктуру образования как губчатую только в том случае, если оно более чем на 50% состоит из небольших кистозных включений. В новой классификации понятия преимущественно солидного и преимущественно кистозного образования объединены в графу смешанного образования, так как само появление солидного компонента оказалось более прогностически важным, чем их соотношение. Кроме того, хотя определение кровотока во включении с помощью допплеровского картирования не вошло в критерии новой классификации, авторы рекомендуют использовать его, чтобы отличить истинно солидный компонент от включений и кровоизлияния.

Наличие или отсутствие гидрофильной границы (halo) также было опущено в новой версии TI-RADS. Но появился термин “границы плохо определяются” (ill defined). Это нововведение позволит классифицировать большее количество образований. Термин “неровный дольчатый край” (lobulated or irregular margin) включает в себя зубчатые края, с протрузией в окружающую паренхиму или без нее. Могут возникнуть трудности с распознаванием данного критерия, когда или контур не определяется, или эхогенность окружающей узел ткани ЩЖ неоднородна, или узловых образований много и они “упираются” краями друг в друга. Выход контура образования за пределы железы обычно классифицируют при описании как обширный или минимальный. Обширное экстратиреоидное распространение, которое характеризуется выраженным прорастанием в смежные мягкие ткани и/или сосудистые структуры, является очень надежным признаком злокачественности и неблагоприятным прогностическим фактором. Минимальное экстратиреоидное распространение может быть заподозрено по выпячиванию контура железы или снижению его эхогенности в месте образования, однако прогностическая ценность этого критерия дискутабельна. Авторы рекомендуют с осторожностью определять минимальное экстратиреоидное распространение, особенно когда по другим критериям образование доброкачественное.

В случае если не удается оценить внутреннюю структуру образования из-за кальцинатов, дающих сильные акустические тени, авторы рекомендуют считать их солидными.

Примечательно, что небольшие эхогенные включения, обнаруживаемые в губчатых узлах, чаще всего представляют собой задние стенки мелких кист. Такие включения не должны учитываться при подсчете баллов.

В протоколе исследования следует особо указывать на локализацию образования в критических местах: если узел расположен близко к трахее или к возвратному гортанному нерву. Важной частью протокола УЗИ является сонографическая оценка шейных лимфоузлов. Если пациенту ранее проводили оперативное вмешательство и/или биопсию ЩЖ, это также должно быть указано в протоколе.

Тонкоигольная аспирационная биопсия ЩЖ, цитологическое и гистологическое исследования

ТАБ узлов щитовидной железы в настоящее время является неотъемлемой частью обследования и включается в рекомендации Американской тиреоидологической ассоциации (АТА) для оценки узловых новообразований ЩЖ благодаря своей высокой чувствительности и специфичности [20, 21].

Преимущество ТАБ напрямую связано с ее точностью. Количество ложноположительных результатов ТАБ сравнительно невелико и варьирует от 1,0 до 7,7%, количество ложноотрицательных результатов составляет 0,5–11,5%. Чувствительность и специфичность ТАБ составляют 65–98 и 47–100%, PPV и NPV – 52–98 и 89–96% соответственно [22].

В настоящее время существует несколько классификационных систем описания цитологического результата: в Великобритании (the UK system, UK Royal College of Pathologists); Италии (the Italian system, Italian Societies of Endocrinology, the Italian Society for AnatomicPathology and Cytology совместно с Italian Division of the International Academy of Pathology); Японии (the Japan system, Japan Thyroid Association (JTA)). ВОЗ для унификации описания результатов цитологического исследования рекомендует использовать единую терминологическую классификацию Bethesda (The Bethesda System for Reporting Thyroid Cytopathology), разработанную в Национальном институте рака в США (National Cancer Institute (NCI)) в 2009 г. В связи с этим патологоанатомы разных стран постарались адаптировать свои системы. Но тем не менее они различны, и причины несоответствий и споров касаются в основном категории фолликулярных образований неопределенного значения, допустимого процентного соотношения групп, а также рисков малигнизации в различных группах. В 2010 г. в Европе и США был выпущен атлас с классификацией, сопровождающейся определениями, диагностическими критериями, изображениями и пояснениями [22].

В недавнем метаанализе оценивали эффективность системы отчетности Bethesda и выявили чувствительность 97%, специфичность 50,7% и диагностическую точность 68,8%, NPV и PPV 96,3 и 55,9% соответственно [23, 24].

В 2017 г. классификация Bethesda была пересмотрена, и в 2018 г. опубликована пересмотренная версия классификации [25, 26], основные изменения, которые произошли в ней, связаны с обновлением данных по рискам злокачественности новообразований и соответственно по тактике ведения пациентов. Кроме того, в рекомендации по дальнейшему ведению пациентов в диагностические категории неопределенного значения (DC3 и DC4) были включены рекомендации по проведению молекулярно-генетического исследования (табл. 1). Эти изменения произошли в том числе и в связи с пересмотром в 2017 г. патоморфологической классификации [27].

Таблица 1. Диагностические категории и тактика ведения пациентов, Bethesda 2017, сравнение риска злокачественности 2010 и 2017 гг.

Обновленная классификация ВОЗ опухолей эндокринных органов (4-е издание) была выпущена Международным агентством по изучению рака (International Agency for Research on Cancer (IARC)) также в 2017 г. В новой классификации новообразованиям ЩЖ было уделено значительное внимание. В номенклатуре опухолей ЩЖ произошли изменения, основанные на полученных за истекший период результатах клинических, морфологических и молекулярно-генетических исследований и соответствующих новых взглядах на злокачественный потенциал и прогноз ряда новообразований.

Обновленная гистологическая классификация опухолей ЩЖ относит к категории доброкачественных эпителиальных опухолей фолликулярную и Гюртле-клеточную аденому; атипическая аденома была исключена. В категорию пограничных опухолей была перенесена гиалинизирующая трабекулярная опухоль. Кроме того, была выделена новая группа: “другие инкапсулированные фолликулярного строения опухоли”. В нее было включено три категории: “неинвазивная фолликулярная опухоль с ядрами папиллярного типа” (noninvasivefollicular thyroid neoplasm with papillary-like nuclear features (NIFTP)), “высокодифференцированная опухоль неопределенного злокачественного потенциала” и “фолликулярная опухоль неопределенного злокачественного потенциала”. Категорией “инкапсулированная ангиоинвазивная карцинома” была дополнена фолликулярная карцинома [27–29].

Появление новой категории NIFTP привело к изменениям в классификации Bethesda [27–32]. По данным J.A. Fagin и соавт., NIFTP в структуре папиллярного рака ЩЖ составляет до 17% (рис. 2) [13].

Рис. 2. Гистологические варианты папиллярного РЩЖ.

В 2016 г. Y.E. Nikiforov и соавт. опубликовали результаты международного мультицентрового исследования с рекомендацией переименования категории неинвазивного фолликулярного варианта папиллярного рака [30]. Основные выводы были сделаны при сравнительном исследовании результатов лечения 101 пациента с фолликулярным вариантом папиллярного рака с инвазивным ростом и 109 пациентов с NIFTP. Авторитетным коллективом соавторов были разработаны воспроизводимые критерии диагностики NIFTP, статистически обоснована необходимость пересмотра номенклатуры инкапсулированных неинвазивных опухолей и даны рекомендации по предотвращению необоснованной радикальности хирургического лечения и снижению финансовых затрат на последующую адъювантную терапию (радиойодтерапию) и психологические последствия тотального удаления ЩЖ [30].

Классификация Bethesda 2017 г. так же, как и версия 2010 г., включает 6 пунктов, названия которых были сохранены [22, 26]. В таблице 1 представлены диагностические категории Bethesda, тактика ведения пациентов 2017 г. и сравнение рисков злокачественности 2017 и 2010 гг.

Введение в практику классификации Bethesda для интерпретации результатов цитологического исследования ЩЖ привело к повышению чувствительности и специфичности ТАБ, однако и оно сопряжено со сложностями в использовании той или иной категории из-за отсутствия достаточного количества критериев для пограничных групп образцов. Проблемы при интерпретации результатов ТАБ в основном связаны с неопределенными результатами, к которым относятся диагностические категории Bethesda III–V. По данным исследований [22, 33], от 35 до 45% ТАБ щитовидной железы остаются безрезультатными, что объясняется либо неинформативностью материала, либо неясной цитологической картиной категории Bethesda III–IV.

Классификация 2017 г. имеет более четкое описание и критерии для каждой категории, что, безусловно, будет помогать клиницистам в персонализированном подходе к лечению пациентов.

Сцинтиграфия, КТ, МРТ

В некоторых странах для идентификации неопределенных образований ЩЖ используется сцинтиграфия ЩЖ с (99m)Tc-метокси-изобутил-изонитрилом ((99m)Tc-MIBI). Данный метод применяется для оценки метаболизма холодных узлов ЩЖ, повышение поглощения узлов отражает увеличение количества активно функционирующих митохондрий и, следовательно, его окислительной нагрузки. Британскими исследователями A. Wale и соавт. был проведен метаанализ нескольких исследований, включивших 712 пациентов, чувствительность, специфичность, PPV и NPV визуальной оценки (99m)Tc-MIBI-сцинтиграфии в диагностике злокачественных новообразований составили 96, 46, 34 и 97% соответственно [34]. Благодаря высокой NPV данный метод может использоваться для исключения злокачественных новообразований, но из-за низкой специфичности не может применяться в качестве исследования первой линии. При комбинации (99m)Tc-MIBI-сцинтиграфии с ТАБ А. Riazi и соавт. показали чувствительность 66,66%, специфичность 100%, NPV 95,72%, PPV 100% и точность 96,06% [35]. В исследовании [36] производилась количественная оценка вымывания (99m)Tc-MIBI при оценке холодных узлов в сравнении между 10-й и 60-й минутами. Было установлено, что данная методика помогает в дифференцировке между доброкачественными и злокачественными узлами, при индексе вымывания -19% узел является злокачественным со 100%-й чувствительностью и 90,9%-й специфичностью метода. Таким образом, применение количественного анализа (99m)Tc-MIBI-сцинтиграфии может быть оправданным при неопределенных образованиях для стратификации риска малигнизации, и при индексе вымывания -19% пациент должен быть направлен на операцию.

КТ и МРТ согласно рекомендациям АТА 2015 г. [21], а также российским клиническим рекомендациям по диагностике и лечению ВДРЩЖ у взрослых 2017 г. [14] применяется по индивидуальным показаниям при большом размере новообразования, экстратиреоидномраспространении, подозрении на метастазы и др.

Таким образом, на основании проанализированных литературных данных, УЗИ и ТАБ остаются основными диагностическими методами при узловых новообразованиях ЩЖ. Правильная интерпретация этих двух исследований помогает врачу снизить риск ненужных инвазивных процедур и помогает в идентификации пациентов с повышенным риском рака [22]. При неопределенных результатах цитологического заключения АТА рекомендует проведение повторной пункции и/или молекулярных тестов. Повторение ТАБ может помочь установить диагноз в 72–80% неопределенных образований [21]. Однако при цитологическом исследовании невозможно определить капиллярную или сосудистую инвазию опухоли.

Если повторная ТАБ или молекулярные анализы не проводились или не дали требуемых результатов, рекомендована либо диагностическая операция, а именно гемитиреоидэктомия, либо активное наблюдение. При диагностических операциях, по данным исследований, большинство узлов оказываются доброкачественными. Для этой категории пациентов необходимы более точные маркеры, которые можно было бы использовать в клинической практике для диагностики, оценки агрессивности опухоли, прогноза пациентов, которые стали бы подспорьем в персонализированном лечении пациентов. Возлагают надежды на молекулярно-генетические методы диагностики.

Молекулярная диагностика новообразований ЩЖ при неопределенных результатах ТАБ

Согласно российским клиническим рекомендациям 2017 г. по диагностике и лечению ВДРЩЖ у взрослых для дифференциальной диагностики опухолей ЩЖ в рамках цитологического заключения III, IV и V групп по Bethesda Thyroid Classification (2009) может быть полезным генетическое тестирование на BRAF и другие маркеры (RAS, RET/PTC, PAX8/PPAR-γ, TERT и др.). Данный метод имеет ограниченные возможности, и необходимо накопление дополнительных данных, перед тем как использовать его в рутинной практике [14].

Согласно рекомендациям Американской тиреоидологической ассоциации (ATA) 2015 г. [21] и Американской ассоциации клинических эндокринологов (American Association of Clinical Endocrinologists (ААСЕ)) 2016 г. применение молекулярно-генетического тестирования можно рассмотреть при неопределенных результатах ТАБ (Bethesda DC3 и DC4) [22]. Однако данных о долгосрочных результатах применения молекулярных тестов для принятия лечебных решений в настоящее время нет, и молекулярные тесты существенно не влияют на показания к хирургическому вмешательству. По данным исследований, только у 7,2–8,4% пациентов изменяется тактика лечения в результате молекулярного тестирования [18]. Молекулярное тестирование рекомендуется в дополнение к цитологической оценке при неопределенных новообразованиях (рекомендация класса А), но только тогда, когда “результаты, как ожидается, повлияют на ведение пациентов” (рекомендация класса А). Рекомендуется исследование на BRAF, RET/PTC, PAX8/PPRG, и можно рассмотреть мутации RAS(рекомендация класса B). Кроме того, за исключением BRAF V600E, нет достаточных доказательств “рекомендовать в пользу или против” использования молекулярно-генетического тестирования в качестве критерия для определения объема хирургического вмешательства (рекомендация класса А). Главное, молекулярные исследования не рекомендуются пациентам с новообразованиями ЩЖ неопределенного значения, если присутствуют другие показания к операции, такие как размер новообразования более 4 см, симптомы компрессии или личные предпочтения пациента. Ограничение касается использования молекулярных маркеров среди детей (≤18 лет), поскольку нет достаточных данных, чтобы рекомендовать их использование у данной группы пациентов [22].

Определение значимости молекулярных тестов

Значимость молекулярных тестов при исследовании неопределенных узловых образований щитовидной железы может быть оценена на основе чувствительности, специфичности, отрицательной и положительной прогностической ценности каждого теста. При получении отрицательного результата в молекулярном тесте с высокой чувствительностью и NPV можно предположить, что пациент с высокой вероятностью имеет доброкачественный узел и может оставаться под активным наблюдением. Положительный результат молекулярного теста с высокой специфичностью и PPV предполагает, что пациент, вероятно, имеет рак щитовидной железы и ему показано оперативное лечение. Важно отметить, что, хотя специфичность и чувствительность зависят только от производительности теста, NPV и PPV зависят и от распространенности заболевания в исследуемой популяции. Как можно наблюдать на рис. 3, если распространенность злокачественных новообразований ЩЖ составляет 40% (вертикальная линия C), то PPV конкретного теста может быть 54% и NPV 85%, тогда как при распространенности рака ниже 10% (вертикальная линия А) PPV падает до 17%, а NPV возрастает до 96% [37]. Таким образом, популяционные различия в частоте злокачественности, предоставляемые при каждом цитологическом диагнозе, могут привести к значительному изменению NPV и PPV, поэтому они должны быть приняты во внимание при клиническом исследовании любого молекулярного теста [37, 42].

Рис. 3. Влияние изменения распространенности заболевания на прогностическую ценность теста. PPV (пунктирная линия) NPV (сплошная линия).

Варианты молекулярно-генетических исследований

На основе данных, полученных за последние несколько десятков лет, разработано множество вариантов молекулярно-генетических исследований, которые могут быть использованы для повышения точности диагностики и уже применяются в клинической практике: иммуногистохимические маркеры, белки, точечные генные мутации и перестройки, классификаторы экспрессии генов с использованием микро-РНК [38, 39]. По сути молекулярно-генетические тесты можно разделить на два основных класса: целенаправленный, который заключается в поиске известных мутаций в “горячих точках”, и “слепой”, при использовании которого измеряется генная экспрессия.

Материалом для исследования на дооперационном этапе могут быть различные биологические жидкости (кровь, плазма, слюна, моча), цитологический материал или смыв из иглы после цитологического исследования; на послеоперационном этапе молекулярно-генетические исследования проводятся с использованием гистологического материала. Основные задачи, которые будут решаться при этом: на дооперационном этапе – установить диагноз и/или оценить риск злокачественности и учесть его при планировании и проведении оперативного лечения, на послеоперационном этапе – прогноз пациентов с новообразованиями ЩЖ, решение о назначении дополнительной терапии РЩЖ.

Основные молекулярные маркеры новообразований ЩЖ

Широко исследуемые ранее иммуногистохимические маркеры, такие как галектин-3, HBME-1, фибронектин-1, CITED-1 и цитокератин-19, показали низкую специфичность и отсутствие воспроизводимости среди различных лабораторий, что делает иммуногистохимическиеисследования трудными для использования в качестве ежедневного диагностического инструмента для диагностики новообразований ЩЖ [40]. Исследование же генетических мутаций является воспроизводимым.

Патогенез РЩЖ связан с нарушением регуляции сигнальных путей митоген-активируемой протеиназы (MAPK) и фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K/AKT).

MAPK наиболее часто активируется при РЩЖ вследствие точечных мутаций генов BRAF, RAS и RET/PTC- и TRK-перестроек, являющихся взаимоисключающими молекулярными событиями (то есть носят альтернативный характер).

А.Р. Зарецкий на XX Российском онкологическом конгрессе 2016 г. [41] предложил условно разделить основные молекулярные тесты РЩЖ на несколько групп в зависимости от их диагностической значимости и оказываемых ими эффектов (табл. 2). Гены-драйверы – это гены, приводящие к усилению опухолевого роста, а гены-модификаторы – это гены, не проявляющие собственного действия, но усиливающие или ослабляющие эффекты действия других генов.

Таблица 2. Группы генов, мутации которых встречаются при РЩЖ, в зависимости от их диагностической значимости

Гены-драйверы, индикаторы злокачественности опухоли – это маркеры, которые не выявляют в доброкачественных новообразованиях. Имеют высокую PPV. К этой группе относятся BRAF, RET.

BRAF является серин-треонин-киназой, которая, активируя RAS, активирует MEK и последующие эффекторы MAPK-пути, приводя к его постоянной стимуляции. Точечная мутация BRAF почти во всех случаях (98–99%) связана с нуклеотидом 1799 и приводит к замене валина на глутамат в 600-м кодоне V600E. Всего в 1–2% случаев BRAF обнаруживаются замены K601E за счет вставки или делеции в 600-м кодоне и AKAP9/BRAF. Точечные мутации BRAF выявляются в 30–67% случаев папиллярного РЩЖ [21, 42]. Перестройка BRAF-AKAP9 редко встречается при спорадическом РЩЖ, однако у пациентов с историей облучения встречается с частотой до 11% [43].

По данным метаанализа 18 исследований, точечная мутация BRAF была выявлена в 581 случае из 2766 образцов ТАБ ЩЖ. При этом в 580 из 581 BRAF-позитивных образцов был обнаружен папиллярный РЩЖ [44]. Таким образом, частота злокачественных опухолей в BRAF-позитивных образцах составила 99,8%. По данным исследований, от 15 до 39% образцов с неясной цитологической картиной ТАБ оказываются BRAF-позитивными. Из чего можно сделать вывод, что тестирование образцов ТАБ на точечную мутацию BRAF V600Eможет значительно улучшить точность дооперационной диагностики новообразований ЩЖ [45–47].

Ген RET, кодирующий рецепторную тирозинкиназу, экспрессирован в С-клетках ЩЖ и не экспрессируется в фолликулярных клетках. Наиболее распространенным типом перестройки являются RET/PTC1 (70% случаев) и RET/PTC3 (до 30% случаев). ТранслокацииRET/PTC1 и RET/PTC3 обнаруживают в 10–20% случаев папиллярного РЩЖ [4]. Есть данные о том, что перестройки RET/PTC чаще выявляются у детей или молодых пациентов, перенесших облучение. Мутация RET выявляется в 40–50% случаев медуллярного РЩЖ как семейной, так и спорадической форм [42].

Среди спорадических случаев медуллярного РЩЖ мутация RET M918T (замена метионина на треонин) является наиболее распространенной, на нее приходится более 75% всех соматических мутаций RET, найденных в этих опухолях [48]. Мутация RET M918T также является наиболее распространенной мутацией при синдроме MEN2B, в то время как при синдроме MEN2A и семейной форме медуллярного РЩЖ мутации в RET, как правило, происходят в одном из пяти кодонов цистеина. Определение специфических мутаций RET при медуллярном РЩЖ помогает установить диагноз и определить наследственные формы заболевания [49].

Гены-модификаторы, индикаторы злокачественности опухоли – это маркеры, которые выявляются при злокачественных новообразованиях и имеют плохой прогноз. Имеют высокую PPV. К данной группе относятся PIK3, PTEN, TP53, CTNNB1, TERT.

Значимость PI3K/AKT-пути в онкогенезе ЩЖ стала признаваться в последнее десятилетие, он может быть активирован мутациями в PIK3CA и AKT1, а также при инактивации гена PTEN.

Активирующие мутации PIK3, которые, как правило, происходят в горячих точках экзонов 9 и 20, были определены при фолликулярном и анапластическом РЩЖ. Мутации AKT1 были выявлены при метастатическом распространении РЩЖ [42].

Соматические мутации PTEN были выявлены при фолликулярном и анапластическом РЩЖ. При наследовании мутаций PTEN у пациентов с синдромом Каудена повышен риск развития фолликулярного РЩЖ [50].

ТР53 является опухолевым супрессором, который играет важную роль в регуляции клеточного цикла и репарации ДНК. Точковые мутации TP53 обнаруживаются в 50–80% анапластического РЩЖ. В одном исследовании TP53-мутации были найдены также и в 22% фолликулярного РЩЖ [50].

CTNNB1 (бета-катенин) вовлечен в Wnt сигнальный путь. Мутации TP53 и CTNNB1 выявляются при более агрессивном течении ВДРЩЖ, а также при низкодифференцированном и анапластическом раке. При анапластическом РЩЖ более чем в 60% случаев могут встречаться точковые мутации в экзоне 3 гена CTNNB1.

Гибридный ген STRN/ALK был недавно идентифицирован при РНК-Seq анализе агрессивных форм РЩЖ. Слияние стриатин (STRN) гена и гена киназы анапластической лимфомы (ALK) было выявлено в 9% случаев низкодифференцированного РЩЖ, 4% анапластическогоРЩЖ и 1,2% высокодифференцированного РЩЖ [50]. В одном из японских исследований STRN/ALK была выявлена в 10 из 19 случаев (52%) радиационно-индуцированного папиллярного РЩЖ [51].

TERT также недавно обнаруженный молекулярный маркер, мутация промотора теломеразы обратной транскриптазы [52–54]. TERT-мутации имеют высокую специфичность, они не были найдены при доброкачественных узловых образованиях ЩЖ и во всех исследованиях показали связь с более агрессивным течением РЩЖ и неблагоприятным прогнозом [55–57]. В исследовании, выполненном I. Landa и соавт., мутации TERT были обнаружены в 40% случаев при низкодифференцированном РЩЖ и в 73% случаев при анапластическом РЩЖ [58].

Гены-драйверы, индикаторы “пограничности” опухоли – маркеры, которые выявляют и в доброкачественных, и в злокачественных новообразованиях, в связи с чем их выявление требует проведения дополнительных исследований. Имеют низкую PPV. К данной группе относятся гены RAS-каскада, PAX8/PPARγ.

RAS-гены (H-, K- и NRAS) относятся к протоонкогенам и кодируют цитоплазматические белки, участвующие во внутриклеточной передаче сигнала от рецепторов факторов роста. Они распространяют сигналы по МАРК, PI3K/AKT и другим сигнальным путям. Точечные мутации RAS-генов, как правило, происходят в 12, 13 и 61-м кодонах. H-, K- и NRAS-мутации чаще обнаруживаются в фолликулярных клетках опухолей ЩЖ и выявляются в 40–50% случаев фолликулярного РЩЖ, 10–20% папиллярного РЩЖ (чаще при его фолликулярном варианте), в 20–40% случаев фолликулярных аденом. Мутации HRAS и KRAS также выявляют при медуллярном РЩЖ. Обнаружение RAS-мутации в ЩЖ не устанавливает степень злокачественности, однако мутации RAS часто являются маркером фолликулярного варианта папиллярного рака, который наиболее трудно диагностируется при ТАБ [42, 49].

Перестройка PAX8/PPARγ является нарушением в генах, кодирующих факторы дифференцировки, является взаимоисключающей с генами RAS-каскада. PAX8/PPARγ выявляется в 30–40% фолликулярного РЩЖ, с более низкой частотой при фолликулярном варианте папиллярного РЩЖ и фолликулярных аденомах [42].

NTRK является рецептором тирозинкиназы и при перестройках активирует сигнальные пути MAPK. NTRK-перестройки выявляются примерно в 1–5% папиллярного РЩЖ и с более высокой частотой у пациентов с историей облучения [59].

По данным исследований, при полном транскриптомном анализе РНК-Seq был открыт новый гибридный ген РЩЖ ETV6-NTRK3, данная хромосомная перестройка встречается в 2% спорадических случаев папиллярного РЩЖ и 14,5% случаев при радиационно-индуцированном РЩЖ [59].

Гены-модификаторы, индикаторы “пограничности” опухоли – маркеры, которые выявляют и в доброкачественных, и в злокачественных новообразованиях, в связи с чем их выявление требует проведения дополнительных исследований. К данной группе относятся TSHR, EIF1AX, MAP2K1, MAP2K2, MAPK.

Соматические мутации TSHR часто выявляются в автономно функционирующих узлах ЩЖ. Тем не менее точечные мутации TSHR были обнаружены и при РЩЖ [50].

EIF1AX кодирует фактор инициации трансляции eIF1A. Мутации EIF1AX были выявлены и при доброкачественных изменениях, и при анапластическом РЩЖ [60].

Гены-драйверы, индикаторы доброкачественности опухоли – маркеры, идентификаторы, они выявляются в основном при доброкачественных новообразованиях. Имеют высокую NPV. К данной группе относится мутация гена GNAS [42].

Мутации гена GNAS, который кодирует альфа-субъединицу гетеротримерных белковых комплексов G, выявляются преимущественно в доброкачественных гиперплазированных узлах. Таким образом, изолированная мутация GNAS может быть маркером доброкачественных образований.

Кроме того, в последних исследованиях изучалась взаимосвязь между мутациями, например, такими как BRAF V600E и TERT, RAS и TERT. Так, сочетание BRAF V600E и мутации TERT ассоциировалось с ухудшением прогноза у пациентов с папиллярным РЩЖ, в том числе рецидивами и смертностью. Сочетание мутаций RAS и TERT ассоциировалось с более агрессивным течением фолликулярного РЩЖ [61].

Выше приведены лишь основные гены, мутации в которых более исследованы и имеют клиническую значимость. Однако в настоящее время описано более 60 генов, принимающих участие в регуляции процессов канцерогенеза РЩЖ [62].

Диагностическое значение молекулярно-генетических панелей

Раньше исследование редких мутаций было трудно применить для образцов ТАБ из-за высокой стоимости и необходимости большого количества ДНК и/или РНК. В настоящее время есть возможность использования секвенатора нового поколения (next generation sequencing(NGS)), это и удобно, и экономически более выгодно при необходимости обнаружения нескольких точечных мутаций и перестроек генов.

Точечные мутации BRAF и RAS, транслокации RET/PTC и PAX8/PPARγ являются наиболее распространенными генетическими изменениями, найденными при дифференцированном РЩЖ. На их основе была создана первая молекулярная панель для диагностики РЩЖ в узлах с неопределенным цитологическим заключением ТАБ, включающая семь (или восемь) мутаций, изначально названная компанией Asuragen как miRInform: BRAF, KRAS, HRAS, NRAS и RET/PTC1, RET/PTC3, PAX8/PPARγ (и TRK). В нескольких проспективных исследованиях было показано, что выявление любой мутации, за исключением RAS, имеет высокую специфичность, высокую PPV, а отсутствие мутаций показало высокую NPV – 94%. Соответственно выявление любой мутации, за исключением RAS, может являться показанием к тотальной тиреоидэктомии при неопределенном цитологическом результате ТАБ. При отсутствии мутаций возможно проведение менее агрессивного лечения. По сравнению с мутацией BRAF или перестройками RET/PTC и PAX8/PPARγ мутации RAS показали более низкую PPV в диагностике РЩЖ – от 74 до 87%. При высокой специфичности 7-генная панель показала низкую чувствительность, поскольку не все новообразования ЩЖ имеют специфичные маркеры [38, 45].

Открытие новых генов, вовлеченных в канцерогенез щитовидной железы, появление технологий с высокой пропускной способностью, таких как NGS, привело к расширению молекулярно-генетических исследований, которые можно использовать для образцов с неопределенным цитологическим заключением ТАБ. Применение расширенных панелей повысило чувствительность и NPV существующих панелей. Так, панель Thyroseq^® V2 была расширена до 15 генов за счет новых клинически значимых генов, таких как PIK3CA, TP53, TSHR, PTEN, GNAS, CTNNB1, AKT1 и RET [50]. При неопределенных цитологических заключениях (Bethesda DCIII–DCIV) тест показал чувствительность 90–91%, специфичность 92–93%, PPV 77–83% и NPV 96–97%.

Изменение набора микроРНК (miRNA) приводит к нарушению регуляции экспрессии генов в процессе злокачественной трансформации фолликулярных клеток ЩЖ. Наборы микроРНК, экспрессирующихся в клетках при доброкачественных поражениях, папиллярном или фолликулярном или других гистологических типах РЩЖ, различны. При папиллярном РЩЖ было выявлено значительное повышение экспрессии miR-146b, miR-155, miR-181b, miR-221, miR-222 и miR-224. При этом экспрессия некоторых микроРНК могла увеличиваться при наличии драйверных мутаций. При фолликулярном РЩЖ было выявлено изменение экспрессии miR-155, miR-197, miR-224 и miR-346, а при анапластическом раке – miR-26a, miR-30a-5p, miR-30d и miR-125b [63].

Чтобы определить профиль экспрессии микроРНК в новообразованиях ЩЖ, был создан генный классификатор Afirma Gene Expression Classifier (GEC) [64]. Генный классификатор оценивает экспрессию 142 генов и распределяет узлы щитовидной железы с неопределенными результатами ТАБ на доброкачественную или злокачественную категории. Гены, используемые в панели экспрессии генов, участвуют во многих клеточных процессах, в том числе энергетического обмена, клеточной дифференцировки и роста [63–66].

При неопределенных цитологических заключениях/подозрительных на злокачественные новообразования ЩЖ (Bethesda III–V категории) тест показал высокую чувствительность 92% и NPV 93% при низкой специфичности 52% и PPV 47%. Соответственно тест не может точно определить злокачественное новообразование.

В одном из исследований [39] была проведена оценка нового диагностического алгоритма, сочетающего комбинированное использование экспрессии генов и генных панелей, обнаружение мутаций и экспрессии микроРНК, для улучшения диагностической ценности молекулярных тестов: ThyGenX Thyroid Oncogene Panel и ThyraMIR Thyroid miRNA Classifier. Хирургические образцы и образцы ТАБ 638 пациентов были исследованы на 10 миРНК: miR-29b-1-5p, miR-31-5p, miR-138-1-3p, miR-139-5p, miR-146b-5p, miR-155, miR-204-5p, miR-222-3p, miR-375 и miR-551b-3p и на 7 генов: BRAF, HRAS, KRAS, NRAS и перестройки PAX8-PPARG, RET-PTC1, RET-PTC3. С неопределенным цитологическим заключением было 109 образцов. Набор образцов производился в 12 эндокринологических центрах США.

В итоге мутации были обнаружены в 69% случаев злокачественных новообразований. Среди образцов, в которых не было выявлено мутаций, при исследовании микроРНК правильно определены 64% случаев злокачественных новообразований и 98% случаев доброкачественных образований. Диагностическая чувствительность и специфичность комбинированного алгоритма составили 89% (95% доверительный интервал (ДИ), 73–97%) и 85% (95% ДИ, 75–92%) соответственно. При распространенном РЩЖ 32%, 61% результатов молекулярных тестов были доброкачественными с NPV 94% (95% ДИ, 85–98%). Тест повышает диагностическую значимость диагностики истинных доброкачественных поражений, что может привести к снижению количества неоправданных операций на 69% [39].

В настоящий момент во всем мире применяются готовые наборы-панели для молекулярного тестирования новообразований ЩЖ (табл. 3).

Таблица 3. Различные варианты молекулярно-генетических панелей, представленные в мире

Заключение, предоставляемое в результате врачу, содержит информацию о мутациях и/или вероятность злокачественности в %.

Стоимость проведения исследования ThyroSeq^® (Thyroid Cancer Next-Generation Sequencing Panel) – 3200 долл. США, ThyGenX (thyroid oncogene panel) – 1675 долл. США, Afirma Gene Expression Classifier (GEC), Afirma Malignancy Classifiers (AMCs) – 4875 долл. США, ThyraMIR miRNA gene expression classifier – 3300 долл. США [40, 67].

Помимо стоимости самого исследования необходимо учесть сложность и стоимость отправки биологического материала через границу, соблюсти все требования к предоставляемому материалу.

Стоимость готовых наборов-китов существенно ниже – около 100–200 долл. США, однако затраты на реактивы и стоимость высокотехнологичного оборудования доступны не для всех учреждений нашей страны.

В этой связи, безусловно, доступность молекулярно-генетического тестирования в России в настоящий момент имеет ограничения.

Основываясь на анализе данных, полученных при исследовании 7-генной мутационной панели (МП) miRInform [38], 15-генной МП Thyroseq^® V2 [50] и генного классификатора Afirma [66], АТА в 2015 г. включила их использование для дополнительной оценки новообразований ЩЖ при неопределенных результатах ТАБ. В зависимости от риска злокачественности были даны рекомендации по объему хирургического вмешательства с использованием данных молекулярных тестов. Вероятность злокачественности основывалась на исследованиях, использованных для создания классификации Bethesda (2009) (табл. 4) [37].

Таблица 4. Оценка риска злокачественности новообразований ЩЖ при неопределенных результатах ТАБ и рекомендации по хирургической тактике и применению

Примечание. КЭГ – классификатор экспрессии генов, МП – мутационная панель.

Заключение

В последние годы произошел пересмотр всех основных рекомендаций по диагностике и ведению пациентов с новообразованиями ЩЖ, это коснулось УЗИ, ТАБ, цитологических и гистологических исследований. Кроме того, в рекомендации по ведению пациентов с неопределенными цитологическими заключениями включено использование молекулярно-генетических маркеров.

К сожалению, в настоящий момент нет долгосрочных результатов применения молекулярных маркеров. Их применение существенно ограничено стоимостью, низкой доступностью лабораторий, имеющих соответствующее техническое обеспечение и обученный персонал.

Однако за последние несколько лет был достигнут значительный прогресс в понимании молекулярно-генетических механизмов развития рака щитовидной железы. Отмечен прогресс в развитии молекулярно-генетических тестов для дифференциальной диагностики опухолей ЩЖ. Возможность использования NGS приводит к надежному обнаружению большинства этих генетических изменений в образцах с ограниченным количеством клеток, полученных при ТАБ, предлагая значительное повышение точности обнаружения РЩЖ по сравнению с имеющимися в настоящее время диагностическими методами.

Вполне вероятно, что в ближайшем будущем молекулярные тесты, основанные на NGS, смогут предсказать риск злокачественности с очень высокой точностью, что позволит сократить количество неопределенных цитологических заключений ТАБ.

Кроме того, при снижении стоимости NGS и повышении эффективности аналитических инструментов регулярное использование молекулярных тестов будет более целесообразным и экономически выгодным, так как приведет к снижению неоправданных хирургических операций при опухолях ЩЖ. Дополнительно молекулярные маркеры должны оказать существенное влияние на прогнозирование течения РЩЖ, что также будет необходимо при персонализированном подходе к лечению каждого пациента.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа и подготовка публикации осуществлены на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Благодарности. Коллектив авторов выражает благодарность научному консультанту Зарецкому Андрею Ростиславовичу, руководителю отдела молекулярной онкологии ООО “Евроген Лаб”, за советы при планировании обзора литературы и рекомендации по оформлению статьи. Коллектив авторов выражает благодарность редактору Филиппову Юрию Ивановичу за оказанную помощь в оформлении рукописи.

Участие авторов: Качко В.А. – концепция и дизайн обзора, сбор и обработка материалов, анализ полученных данных и написание текста; Семкина Г.В. – помощь в сборе и обработке материалов; Платонова Н.М. – помощь в анализе полученных данных и написании текста; Ванушко В.Э. – помощь в анализе полученных данных и написании текста; Абросимов Ю.А. – помощь в анализе полученных данных и написании текста. Все авторы внесли существенный вклад в проведение поисково-аналитической работы, подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.