Особливості ангіогенезу в дифузних астроцитарних пухлинах 3-4 ступеня злоякісності

Abstract

Ангіогенез є однією з ключових ланок, що сприяє пухлинній прогресії. Ряд дослідників вказує, що оцінка експресії судинних маркерів може бути важливою для діагностики та прогнозу перебігу дифузних астроцитарних пухлин. А оцінка експресії судинного ендотеліального фактору росту (VEGF) є важливою для призначення таргетної хіміотерапії, особливо в випадках рецидування. З’ясовано, що одним з факторів, що впливає на синтез VEGF є підвищена кількість рецептору епідермального фактору росту (EGFR) в пухлинах. Однак, прогностична цінність цього явища ще досі є суперечливою. Майже не існує наукових робот, які б вивчали ангіогенез у комплексі з оцінкою проліферативного потенціалу мікросудин та його особливостей в залежності від морфологічних характеристик пухлин. Мало вивчений ангіогенез в випадках рецидування анапластичних астроцитом та глиобластом, хоча знання щодо патоморфозу є дуже важливими для формулювання більш точної стратегії лікування. Метою цього дослідження було комплексне вивчення ангіогенезу в дифузних астроцитарних пухлинах 3-4 ступеня злоякісності за допомогою рутинної гістології та сучасного імуногістохімічного метода. Для досягнення встановленої мети були сформовані 3 групи, що включали 45 випадків анапластичних астроцитом та гліобластом. Перша і друга групи були представлені первинними пухлинами, однак пацієнти з першої групи, на відміну від другої, мали рецидив пухлини протягом року. Третя група складалася з рецидивів пухлин від пацієнтів з першої групи. Імуногістохімічне дослідження проводилося з використанням 3-х маркерів: CD34, VEGF та EGFR. Визначався індекс васкуляризації кожної з пухлин. Для статистичного аналізу кількісних показників застосовувалися H-крітерій Краскера-Уоліса та U-крітерій Манна-Уітні. При необхідності розраховувався х2Пірсона. У результаті дослідження було виявлено, що середній індекс васкуляризації був дещо вищий в групі пухлин, що дали рецидив протягом року (0,825±0,13), порівняно з групою, де рецидивів не було (0,67±0,39). Але ця різниця не виявилася статистично значущою. Індекс васкуляризації був достовірно вищий (p<0,01) в вперше виявлених пухлинах з кістозним компонентом (0,97±0,06), ніж в аналогічних солідних пухлинах (0,52±0,16). Товстостінні судини достовірно частіше виявлялися в випадках рецидивів (х2Пірсона=14,014, р<0,01), порівняно з вперше виявленими пухлинами. Це явище може бути пояснено патоморфозом судин під впливом променевої та хіміотерапії. Достовірне зростання індексу васкуляризації відбувалося при зростанні ступеня експресії EGFR в пухлинах (H (2, N=45)=34,19 (p<0,0001)). Висновки. 1. В рецидивах злоякісних астроцитарних пухлин достовірно частіше, ніж у вперше виявлених пухлинах виявляються товстостінні судини (х2Пірсона=14,014, р<0,01). 2. Індекс васкуляризації достовірно вищий у вперше виявлених злоякісних дифузних астроцитарних пухлинах з кістозним компонентом, ніж в аналогічних солідних пухлинах (р<0,01). 3. Не виявлено статистично достовірної різниці в індексі васкуляризації між групою пухлин, які дали рецидив протягом року, та групою пухлин без рецидиву (р >0,05). 4. Відмічається статистичне значуще зростання індексу васкуляризації при зростанні рівня експресії EGFR пухлинними клітинами (Крітерій Краскера-Уолліса H (2, N=45)=34,19 (p<0,0001), U-критерій Манна-Уітні при попарному порівняні груп з p<0,01 в кожній з пар).

Ангиогенез играет одну из ведущих ролей в опухолевой прогрессии. Ряд исследователей отмечает важность оценки экспрессии сосудистых маркеров в диффузных астроцитарных опухолях при постановке диагноза и формировании прогноза. Экспрессия же сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) должна быть оценена при подборе таргетной химиотерапии, особенно в случаях рецидивирования. Установлено, что повышение количества рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) в ткани опухоли является одним из факторов, стимулирующих синтез VEGF. Однако прогностическое значение этого явления все еще остается спорным. Практически не существует научных работ, которые бы изучали ангиогенез в комплексе с оценкой пролиферативного потенциала эндотелия микрососудов и его особенности в зависимости от морфологических характеристик опухолей. Мало изучен ангиогенез в случаях рецидивов анапластических астроцитом и глиобластом. Хотя знания касательно патоморфоза очень важны при подборе более точной стратегии лечения и оценке ее эффективности. Целью этого работы было комплексное изучение ангиогенеза в диффузных астроцитарных опухолях 3-4 степени злокачественности при помощи рутинного гистологического исследования и современного иммуногистохимического метода. Для достижения поставленной цели были сформированы 3 группы (общее количество наблюдений – 45 случаев). Первая и вторая группа состояли из первичных анапластических астроцитом и глиобластом, однако пациенты из первой группы, в отличие от пациентов из второй группы, имели рецидив опухоли в течение года после операции. Третья группа состояла из рецидивов опухолей от пациентов из первой группы. Иммуногистохимическое исследование проводилось с использованием маркеров: CD34, VEGF и EGFR. Определялся индекс васкуляризации для каждого случая. Индекс рассчитывался как отношение плотности микрососудистого русла по VEGF к плотности микрососудистого русла по CD34. Для статистического анализа количественных показателей использовался H-критерий Краскера-Уолиса и U-критерий Манна-Уитни. При необходимости рассчитывался х2Пирсона. В результате исследования было установлено, что средний индекс васкуляризации несколько выше в группе опухолей, которая имела рецидивы в течение года (0,825±0,13), по сравнению с группой, где рецидивов не было (0,67±0,39). Но статистического значения эта разница не имела. Индекс васкуляризации был достоверно выше (р<0,01) во впервые выявленных опухолях с кистозным компонентом (0,97±0,06), по сравнению с аналогичными солидными опухолями (0,52±0,16). Толстостенные сосуды достоверно чаще обнаруживались в случаях рецидивов (х2Пирсона=14,014, р<0,01). Вероятно, это явление могло бать следствием патоморфоза сосудов под влиянием лучевой и химиотерапии. Достоверный рост индекса васкуляризации отмечался с ростом степени экспрессии EGFR в ткани опухоли (Критерий Краскера-Уоллиса H (2, N=45)=34,19 (p<0,0001). Выводы. 1. В рецидивах злокачественных астроцитарных опухолей достоверно чаще, чем во впервые выявленных опухолях, обнаруживались толстостенные сосуды (х2 Пирсона =14,014, р<0,01). 2. Индекс васкуляризации достоверно выше во впервые выявленных злокачественных диффузных астроцитарных опухолях с кистозным компонентом, по сравнению с аналогичными солидными опухолями (р<0,01). 3. Не обнаружено статистически достоверной разницы в индексе васкуляризации у группы опухолей, давших в течение года, и группой опухолей без рецидива (р >0,05). 4. Отмечался статистически значимый рост индекса васкуляризации при увеличении степени экспрессии EGFR опухолевыми клетками (Критерий Краскера-Уоллиса H (2, N=45)=34,19 (p<0,0001)), U-критерий Манна-Уитни при попарном сравнении групп с p<0,01 в каждой из пар).

Angiogenesis plays the key role in tumor progression. It is mentioned in some scientific reports that the evaluation of the expression such vascular markers as CD34 and VEGF could be used for diagnostic and prognostic purposes. Moreover, VEGF expression should be evaluated in cases when specifically targeted chemotherapy is needed e.g. in relapsed tumors. It was well described the fact that the growth of a number of epidermal growth factor receptor (EGFR) in tumor tissue is one of the triggers that stimulate the synthesis of VEGF. Nevertheless, the prognostic impact of this phenomenon for diffuse astrocytic tumors is still under discussion. There is a lack of studies that are focused on the angiogenesis in a complex with scoring a proliferative activity of endothelium and its features varying from tumor morphology. The number of research reports that describe angiogenesis in relapsed anaplastic astrocytomas and glioblastomas is also insufficient, although this information could be helpful for the development of an effective therapeutic strategy. The aim of this study was a complex analysis of angiogenesis in diffuse astrocytic tumors grade III-IV through the routine histological investigation and contemporary immunohistochemical method. Materials and methods. The recent study included 3 groups of tumor specimens (the total number of observations was 45 tumor samples). The first and the second groups included samples of anaplastic astrocytomas and glioblastomas, but patients from the 1st group, in comparison to patients from the 2nd group, experienced a recurrence within 1 year after the surgery. The third group was composed of relapses of the tumors from the patients in the 1st group. Immunohistochemistry with primary antibody CD34, VEGF and EGFR were used in our study. The index of vascularisation was independently calculated in every case. The index was calculated as the ratio of the microvascular density scored with VEGF to the microvascular density scored with CD34. Kruskal-Wallis H and Mann-Whitney U tests were performed for comparison of quantitative parameters between groups. Chi-squared test was used when it was needed. Results. The average index of vascularisation was slightly higher in the group of tumors, that relapsed within 1 year after the surgery (0,825±0,13) in comparison with the group of tumors without relapse (0,67±0,39). But this difference was statistically insignificant. The index of vascularisation was significantly higher (р<0,01) in primary tumors with cysts (0,97±0,06) compared to primary solid tumors (0,52±0,16). The thick-walled vessels are significantly more often found in relapsed diffuse astrocytic tumors (Chi-squared test=14,014, р<0,01). Probably, it could be a result of microvessel transformation caused by radiation and chemotherapy. The significant elevation of the index of vascularization was associated with elevation of EGFR expression in tumor tissue (Kruskal-Wallis H (2, N=45)=34,19 (p<0,0001)). Conclusions. 1. The thick-walled vessels are significantly more often found in relapsed diffuse astrocytic tumors compared to primary tumors (Chi-squared test=14,014, р<0,01). 2. The index of vascularisation was significantly higher (р<0,01) in primary tumors with cysts compared to primary solid tumors. 3. There were no significant differences in the index of vascularization in the group of tumors, that relapsed within 1 year after the surgery and the group without relapse (р >0,05). 4. The significant elevation of the index of vascularization was associated with elevation of EGFR expression in tumor tissue (Kruskal-Wallis H (2, N=45)=34,19 (p<0,0001) and Mann-Whitney U test in a pairwise comparison of groups р<0,01 for each pair).