powrót do spisu treści

powrót do listy numerów archiwalnych

powrót do strony głównej

Minisympozjum: genetyka molekularna w położnictwie i ginekologii

Genetyczne uwarunkowania nowotworów żeńskich narządów płciowych

D. G. R. Evans, Department of Medical Genetics, St Mary's Hospital, Manchester Ml 3 OJH, UK. Tłumaczyła Lidia Martyńska

Nowotwory kobiecych narządów płciowych, podobnie jak wszystkie inne nowotwory złośliwe, rozwijają się na skutek nagromadzenia mutacji w genach regulujących wzrost. Mutacje te mogą być dziedziczone, jak ma to miejsce w niezbyt licznej grupie kobiet z rakiem jajnika albo gruczołu piersiowego, albo są przeważnie wywoływane przez czynnik wirusowy, co udowodniono dla raka szyjki macicy. Dziedziczne predyspozycje do rozwoju raka jajnika często współwystępują w połączeniu ze wzrostem ryzyka powstawania raka sutka. Ostatnio zidentyfikowano gen BRCA1 - najbardziej odpowiedzialny za występowanie tej zależności. Predyspozycję do rozwoju raka błony śluzowej macicy można odziedziczyć jako część rodzinnych skłonności do występowania raka jelita grubego (colorectal cancer). Ostatnio zidentyfikowano cztery geny reperacyjne DNA, odpowiedzialne za rodzinne występowanie tych nowotworów. Czynniki hormonalne mogą się przyczyniać do występowania zmian genetycznych zarówno w komórkach endometrium, jak i w jajnikach, a leki, które wykazują aktywność estrogenną, mogą wpływać na rozwój nowotworów złośliwych w tych narządach. W ostatnich latach dokonał się ogromny postęp w poznaniu mechanizmów karcinogenezy. Do powstania większości nowotworów konieczne jest wystąpienie licznych zmian genetycznych w pojedynczych komórkach, zanim dojdzie do rozwoju nowotworu inwazyjnego. Zmiany te przeważnie dotyczą dwóch typów genów regulatorowych wzrostu. Onkogeny, jeśli zostaną aktywowane poprzez mutację, będą przyspieszały wzrost i podziały komórkowe.

W przeciwieństwie do tego, większość mutacji w obrębie genów supresorowych nowotworu (tumor suppressor genes - geny supresorowe transformacji nowotworowej) powodują inaktywację funkcji supresora rozwoju, a to również prowadzi do proliferacji. W klasycznym modelu inaktywacji supresora wymagana jest utrata obydwu kopii tego genu. W rzeczywistości nie zawsze jest to niezbędne do rozwoju guza; niektóre mutacje prowadzą do produkcji białek, interferujących z normalnym białkiem „typu dzikiego", będącym produktem normalnie funkcjonującej kopii (allelu) genu. Rozwój niektórych nowotworów kobiecych narządów płciowych jest prawdopodobnie związany z utratą dwóch genów supresorowych, tak jak w klasycznym modelu glejaka siatkówki (retinoblastoma), ale zazwyczaj liczba zmian prawdopodobnie waha się od czterech do dziesięciu. Zwykle wchodzą w grę kombinacje utraty funkcji genów supresorowych transformacji nowotworowej i aktywacja onkogenów. Poszczególne rodzaje kombinacji mogą mieć związek z typem histologicznym oraz ze stopniem inwazyjności nowotworu. Są już dowody, że tylko niewielka część ludzi, u których rozwijają się powszechnie występujące nowotwory, odziedziczyła wadliwy gen, którego obecność wiąże się z dużym ryzykiem rozwoju choroby. U poszczególnych osób zjawisko to zwykle nie jest rozpoznawane jako manifestacja zespołu chorobowego, uwidacznia się tylko w analizie wywiadu rodzinnego.

Bardziej prawdopodobne jest to, że gruczolakoraki, w większym stopniu niż raki płaskonabłonkowe mają duże uwarunkowania dziedziczne. 4 - 10% wszystkich raków piersi, jajnika i okrężnicy jest wynikiem dziedziczenia uszkodzonego genu. Odkrycie mutacji linii zarodkowej w genie p53, na krótkim ramieniu chromosomu 17, w rodzinach w których obserwuje się zarówno wczesne powstawanie, jak i współwystępowanie różnych nowotworów, było pierwszym udowodnionym tego przykładem.¹

Predyspozycje dziedziczne

Wiele prac mających na celu określenie molekularnych mechanizmów karcinogenezy koncentrowało się na wyizolowaniu genów odpowiedzialnych za rodzinne występowanie nowotworów. To podejście stało się podstawą do oceny komórek uzyskiwanych od ludzi blisko spokrewnionych, u których rozwinęła się choroba nowotworowa i podjęcia próby przypisania ryzyka rozwoju nowotworu poszczególnym obszarom chromosomów. Dzięki zastosowaniu kilku technik badawczych, takich jak mapowanie delecji występujących w chromosomach u osób z rodzinnymi isporadycznymi guzami, stało się możliwe określenie obszarów zawierających gen supresorowy transformacji nowotworowej, albo pobudzający rozwój guza. Dało to możliwość sekwencjonowania genów w tym obszarze w celu określenia, który z nich jest zaangażowany w proces karcinogenezy. Umiejscowienie genów supresorowych można także określać poprzez analizę materiału pochodzącego z guza. Dzięki stosowaniu sond genetycznych możliwe jest poszukiwanie obszarów chromosomów, których brakuje w komórkach nowotworowych (uległy delecji), a które występują w konstytucyjnym DNA. Zjawisko takie nazwano utratą konstytucyjnej heterozygotyczności (loss of constitutional heterozygosity, LOH).

Nowotwory jajnika

Liczne doniesienia o rodzinnym występowaniu nowotworów jajnika datują się od 1950r.² Zwiększone ryzyko wystąpienia złośliwego nowotworu jajnika może być dziedziczone jako składowa kilku zespołów genetycznych We wszystkich przypadkach zespołu Gorlina, zespołu Peutza-Jeghersa oraz u kobiet XY takie ryzyko występuje. Ponadto rak jajnika jest częścią zespołu rodzinnego występowania raka Lynch typ II. Równie często obserwuje się współwystępowanie nowotworów jajnika i gruczołu sutkowego. Istnieje również kilka doniesień o rodzinnym występowaniu specyficznej skłonności do rozwoju raka jajnika,³ ale w wielu z tych przypadków występował również rak sutka lub inne nowotwory złośliwe. Współwystępowanie raka gruczołu piersiowego i jajnika, wykazane zarówno w wielu historiach rodzinnych, jak i w badaniach epidemiologicznych,⁴ sugeruje obecność autosomalnego, dominującego genu predysponującego do wystąpienia nowotworu.

W badanych komórkach raka jajnika wykazano obecność LOH w wielu regionach chromosomowych, takich jak: 3p, 6q, 11 p, 13q, 17p, 17q i Xp.⁵ W ostatnich doniesieniach, będących wynikiem obszernych badań przeprowadzonych w dużych rodzinach, obszar ten znacznie zawężono. Po stwierdzeniu zależności pomiędzy rozwojem raka gruczołu piersiowego i chromosomem 17q, Naród i wsp.⁶, na podstawie analizy pięciu rodzin, podjęli próbę powiązania współwystępowania raka piersi i raka jajnika.

Odkryli oni, że w trzech rodzinach występowanie choroby można przypisać miejscu (locus) na chromosomie 17q12-q23. Prawdopodobieństwo występowania takiego sprzężenia osiąga zakres istotności statystycznej. Wyniki kolejnych badań, uzyskanych dzięki współpracy międzynarodowej sugerują, że blisko 100% rodzinnych raków piersii jajnika można powiązać z występowaniem tego miejsca w chromosomie, oznaczonego obecnie symbolem BRCA1.⁷

Ryc. 1. Rodzina z HNPCC (hereditary non polyposis colon cancer) - zespołem, który jest związany z umiejscowionym na 3 chromosomie genem reperacyjnym DNA, hMLHI. Wykazano szczególną skłonność do występowania raka bliższego odcinka jelita grubego i wspófwystępowania różnych nowotworów. Objaśnienie skrótów: + - śmierć w wieku, W – wiek, wórym postawiono rozpoznanie; czarnymi kwadratami oznaczono chore kobiety.

Nie można jednak przyjąć, że wszystkie rodzinnie występujące raki gruczołu piersiowego są spowodowane genem BRCA1, szczególnie jeśli w rodzinach wystąpił rak sutka u mężczyzn, który prawdopodobnie jest wywoływany przez nowo odkryty gen, umiejscowiony w chromosomie 13, oznaczony symbolem BRCA2,⁷ Określone ostatnio umiejscowienie i sklonowanie genu BRCA18 daje możliwość bezpośredniej analizy mutacji w rodzinach.

Pozostaje nadal niejasne, czy któreś z miejsc charakterystycznych dla występowania dużego ryzyka rozwoju raka jajnika jest istotnie tym miejscem właściwym, czy też - podobnie jak w rodzinach ze zwiększonym ryzykiem rozwoju raka piersi - występuje kilka dobrze określonych miejsc.⁸ Przeprowadzone ostatnio badania z zastosowaniem metody sprzęgania potwierdziły istotny związek wiązania z genem w miejscu BRCA1, typowym dla rozwoju raka jajnika.⁹ Wydaje się prawdopodobne, że jeżeli jest to jedno miejsce na długim ramieniu chromosomu 17, to mutacje w jego obrębie będą przyczyną występowania predyspozycji do rozwoju obydwu nowotworów. Która z tych skłonności - do rozwoju raka sutka, czy też raka jajnika jest wyraźniejsza, może zależeć od rodzaju mutacji. Przeprowadzone ostatnio klonowanie genu BRCA1 może dać ostateczną odpowiedź na te pytania i pozwolić na wyodrę raka jajnikaób nie zaatakowanych chorobą, a będących w grupie ryzyka. Stwierdzenie tego faktu może być podstawą do prowadzenia przesiewowych badań USG. Dyskutowana jest także celowość wykonywania profilaktycznych zabiegów operacyjnych u osób z grupy ryzyka.

Innym nowotworem, także związanym z rakiem jajnika, jest rak jelita. Rak jajnika jest składową rodzinnego raka Lyncha (Lynch cancer famiły syndrome) albo dziedzicznego niepolipowatego raka okrężnicy typu 2 (hereditary non połyposis colon cancer, HNPCC), w którym rak jelita jest podstawowym nowotworem (ryć. 1). Może to tłumaczyć związek raka jelita i jajnika, wykazany

w dwu klasycznych już doniesieniach¹⁰ oraz dobrze udokumentowany w wielu wywiadach rodzinnych. Ponieważ nowotwory błony śluzowej trzonu są ważniejszą składową tej dziedzicznej predyspozycji, problem ten jest omówiony bardziej szczegółowo w jednym z następnych rozdziałów.

Histologia

Dziedziczna skłonność dotyczy głównie nowotworów nabłonkowych jajnika. Ostatnie badania sugerują, że szczególnie nowotwory surowicze, w przeciwieństwie do nowotworów śluzowych, związane są z rodzinnym występowaniem choroby.¹⁰ Mało jest, a właściwie nie ma żadnych dowodów na to, że nowotwory wywodzące się z komórek zarodkowych - poza tymi, które występują u kobiet XY - mają podłoże dziedziczne.¹¹ To jest oczywiście ważne, ponieważ zwykle wczesny wiek wystąpienia nowotworu wskazuje na jego uwarunkowanie dziedziczne, kiedy zaś, szczególnie w młodym wieku, w utkaniu nowotworu znajduje się komórki zarodkowe, daje to podstawę do poprawnej oceny ryzyka.

Inne umiejscowienie

Pierwotny rak otrzewnej i rak jajowodu mogą występować jako części składowe skłonności do występowania raka jajnika, ale nowotwory te spotyka się rzadko; jako kazuistyka traktowane są opisy ich występowania u kobiet po usunięciu jajników.

Ocena ryzyka

W Wielkiej Brytanii, w 1986 r. u 5172 kobiet rozpoznano raka jajnika. Nowotwór ten rozwija się u co 70. kobiety w okresie jej życia. Ryzyko zachorowania wzrasta 3-4-krotnie, jeżeli jedna osoba pozostająca w pierwszym stopniu pokrewieństwa ma raka jajnika.4 W takiej sytuacji ryzyko zachorowania występuje u 1 na 20 kobiet. Natomiast ryzyko to wzrasta, jeżeli choroba wystąpiła w młodym wieku.^{12, 13} Jeżeli u dwóch bliskich krewnych rozwinął się rak jajnika, jest wysoce prawdopodobne, że predyspozycja ta ma charakter dominujący.¹² Można oceniać, że około 2 na 3 przypadki są dziedziczne i że inne osoby w pierwszym stopniu pokrewieństwa dziedziczą tą skłonność z prawdopodobieństwem 1 do 3. W rodzinach, w których często występuje rak jajnika, ryzyko, że występowanie to jest związane z obecnością odpowiedzialnego genu, wynosi około 80%.^{12, 13} Dlatego zagrożenie rakiem jajnika, jeśli wystąpił on u dwu bliskich krewnych, jest nieco większe niż 1 do 4. Natomiast w niektórych rodzinach o czystym dominującym dziedziczeniu cechy, ryzyko dziedziczenia predysponującego genu wynosi 1 do 2, a zagrożenie rozwinięciem się choroby w okresie całego życia wynosi 40%. Jednak takie rodziny spotyka się rzadko i bardziej powszechna jest sytuacja współwystępowania raka sutka i jajnika (ryc. 2). Aby określić względne zagrożenie poszczególnymi postaciami nowotworów, rodziny poddane analizie muszą być bardzo liczne. Ocenia się, że w tych rodzinach prawdopodobieństwo wystąpienia jednego z nowotworów wynosi 60%, zaś u krewnych pierwszego stopnia ryzyko wystąpienia raka jajnika szacuje się na 30%.¹⁴ Jednak przeprowadzenie badań molekularnych może jeszcze zmienić ten szacunek w wielu rodzinach. Zagrożenie rakiem jajnika w rodzinach z zespołem HNPCC nie jest jeszcze ostatecznie ustalone, a prawdopodobne wartości przedstawiono w tabeli 1.

Zagrożenie wystąpieniem raka jajnika modyfikowane jest przez czynniki hormonalne, takie jak liczba cykli owulacyjnych (stosowanie doustnej antykoncepcji hormonalnej, wiek, wystąpienie menarche i menopauzy, liczba ciąż), a także przez niepłodność i stosowaną terapię.

Badania przesiewowe

Zaleca się okresowe badanie ginekologiczne, ocenę stężeń markerów surowiczych i/lub badanie USG jajników bez, albo z zastosowaniem prezentacji kolorowego dopplera. Dwuręczne badanie ginekologiczne charakteryzuje się małą czułością, podobną do tej, jaka cechuje samą ocenę stężenia antygenu CA125. Ultrasonografia z zastosowaniem techniki doplerowskiej, wykonywana aparatem o wysokiej rozdzielczości, charakteryzuje się dużą czułością, ale ze względu na małą specyficzność tego badania, stosowanie tej techniki w badaniach przesiewowych mogłoby się dla wielu kobiet skończyć chirurgicznym usunięciem zmian niezłośliwych. Możliwe jest prowadzenie badań przesiewowych tylko u tych kobiet, które są bardzo poważnie zagrożone. Chociaż wydaje się, że ocena stężeń różnych markerów nowotworowych, w tym OVX1, może stać się podstawowym badaniem w skriningu raka jajnika.¹⁵

Rak błony śluzowej macicy

Niewiele wiadomo o molekularnych podstawach rozwoju raka błony śluzowej trzonu macicy. Różne zespoły badawcze śledziły ekspresję onkogenów w komórkach nowotworu i poszukiwały w ich obrębie specyficznych mutacji. Jedynym wykrytym genem supresorowym okazał się, po dokładnej analizie, gen p53, ale właśnie ten gen wykrywa się w prawie wszystkich nowotworach występujących u ludzi. Kilka prac skoncentrowało się na ocenie prognostycznej występowania genu p53 oraz roli tego onkogenu. Oprócz tych kilku prac, opublikowano nieliczne doniesienia na temat uszkodzeń DNA w innych miejscach chromosomów. Jest to tym bardziej zdumiewające, że w innych nowotworach, na podstawie oceny delecji w chromosomach guza, rozpoznawano uszkodzenie ponad 50 genów śupresorowych transformacji nowotworowej. Uszkodzenie genu p53 w raku błony śluzowej macicy nie występuje tak często, jak w innych nowotworach. Potwierdzono to także poprzez analizę mutacji, badania utraty heterozygotyczności (LOH), oraz przez badania immunohistochemiczne oceniające nadmierną ekspresję genu.¹⁶ Wyniki tych badań sugerują, że pojawienie się genu p53 jest objawem stosunkowo późnym.¹⁷ W konsekwencji można to traktować jako wskaźnik złego rokowania, tak samo jak w przypadku protoonkogenu oznaczonego symbolem C-myc. Jest oczywiste, że zaburzenie ploidalności DNA, które wiąże się z całą gamą zmian genetycznych, jest także związane ze złym rokowaniem. Natomiast gen Ki-ras pojawia się w początkowym okresie rozwoju zmiany i jest związany z przerostem błony śluzowej.¹⁸

Dziedziczenie choroby

W 1986 r. w Wielkiej Brytanii rak endometrium wystąpił u 3767 kobiet. Wynika z tego, że jedna na 80 kobiet jest zagrożona wystąpieniem tej choroby. Trudno jest ocenić, jak często choroba ta jest uwarunkowana genetycznie, chociaż w przybliżeniu można przyjąć, że 5% zachorowań jest związanych z obecnością silnie penetrujących, dominujących genów w większości występujących w rodzinnym raku je ita grubego. Rak endometrialny jest częścią zespołu rodzinnego raka Lyncha typu II (Lynch type II cancer famiły syndrome), gdzie jest drugim, najczęściej występującym nowotworem po raku jelita grubego. Poza nim w zespole tym występują także nowotwory jajnika, sutka, górnego odcinka przewodu pokarmowego i górnego odcinka dróg moczowych. Pewne dane wskazują na niejednorodność tego zespołu i ryzyko wystąpienia raka endometrium różne w poszczególnych rodzinach.^{19, 20} Sugeruje się również możliwość występowania uszkodzeń specyficznie predysponujących do rozwoju raka endometrium.²¹

Obecnie uważa się że istnieją cztery miejsca odpowiedzialne za rozwój rodzinnego raka jelita grubego, z którymi wyraźne jest związane zagrożenie wystąpienia raka endometrium: na chromosomach 2p²², 3p²³, 7p i 2q²⁴. Geny te są nowo odkrytymi genami nowotworzenia i nie wydaje się, żeby były one genami supresoro wymi, są raczej genami reperacyjnymi DNA.^21-24 Ich uszkodzenie powoduje niezdolność do naprawy małych uszkodzeń DNA, która objawia się, szczególnie w komórkach nowotworowych, jako niestabilność mikrosatelit chromatynowych. Zjawisko to jest uważane za błąd replikacyjny i jest często obserwowane w komórkach nowotworów u osób z rodzin z zespołem HNPCC. Rozpoznanie błędów replikacyjnych w guzach może być dobrym wskaźniki tego, że dana osoba jest nosicielem mutacji HNPCC.

Ocena ryzyka

Na razie brak jest jeszcze możliwości dokładnego ustalenia stopnia zagrożenia rakiem błony śluzowej macicy, ale nosicieli mutacji HNPCC dotyczy ponad 40-procentowe ryzyko zachorowania, a osoby będące z nimi w pierwszym stopniu pokrewieństwa zagrożone są w przybliżeniu w 20%.¹⁹ W przyszłości okaże się, które z miejsc typowych dla HNPCC jest odpowiedzialne za występowanie raka błony śluzowej.

Nadzieje na to pojawiły się po stwierdzeniu, że specyficzne mutacje genu BRCA1 związane są z rodzinnym występowaniem raka jajnika. Niepełna jeszcze ocena epidemiologiczna występowania raka endometrium czyni trudnym oszacowanie względnego zagrożenia, ale jest prawdopodobne, że ryzyko to będzie wzrastało podobnie, jak w raku jajnika.

Czynniki hormonalne

Regularność, ilość i częstość występowania cykli owulacyjnych ma znaczenie w ocenie ryzyka wystąpienia raka endometrium; suplementacyjne podawanie samych estrogenów po usunięciu jajników prowadzi do wzrostu ryzyka wystąpienia choroby. Ostatnie badania wskazują, że tamoksifen prowadzi do proliferacji endometrium, a nawet rozwoju raka błony śluzowej trzonu macicy. Jednak nic nie wiadomo o molekularnych mechanizmach powstawania tych nowotworów.

Badania przesiewowe

Usg z dokładną oceną błony śluzowej, histeroskopię i biopsję można zalecać jako badania przesiewowe, ale ich efektywność nie jest jeszcze ustalona. Wkrótce możliwa będzie identyfikacja osób dużego ryzyka z obciążeniem rodzinnym oraz takich, które są nosicielami mutacji HNPCC, co będzie podstawą do prowadzenia intensywniejszych badań przesiewowych, a nawet prewencji chirurgicznej.

Ryc. 2. Niewielka rodzina, w której wykazano dominujące autosomalne dziedziczenie skłonności do raka piersi i raka jajnika. Prawdopodobnie w około 92% takich rodzin występuje mutacja genu BRCA1. Czarny wycinek w kole oznacza kobiety chorujące na raka gruczołu piersiowego lub raka jajnika; D - śmierć w wieku.

Badania molekularne

Jak przedstawiono w tabeli 1, znane są dziś liczne geny predysponujące do występowania raka jajnika i raka błony śluzowej trzonu macicy. Obecnie można zaproponować wykonanie badania genetycznego tylko w tych przypadkach, w których ustalono postać przyczynowej mutacji w rodzinie chorej osoby. Duża liczba zaangażowanych genów oraz różnorodność występujących mutacji uniemożliwia jeszcze, poza opisaną wyżej sytuacją, prowadzenie takich badań na szerszą skalę. Niewątpliwie, udoskonalenie technik badawczych i zwiększenie możliwości rozpoznawania mutacji stworzą ostatecznie możliwość wykonywania badań u kobiet, które sobie tego życzą, a znajdują się w grupie wysokiego albo normalnego ryzyka zachorowania na te nowotwory.

Rak szyjki macicy

Brak jest dowodów na to, aby inne nowotwory kobiecych narządów płciowych miały być związane z obecnością genów predysponujących do występowania w danej rodzinie np. raka szyjki macicy. Bardziej prawdopodobne jest to, że większa częstość występowania tego nowotworu w jakiejś rodzinie jest wynikiem wpływów środowiskowych i ekspozycji na wirusy z grupy brodawczaków (Papilloma virus). Jednak nie można pomijać faktu, że w rodzinach tych mogą występować geny usposabiające do większej wrażliwości na działanie wirusów z grupy papilloma.

Podsumowanie

W ciągu ostatnich 5 lat dokonano ogromnego postępu w poznaniu mechanizmów karcinogenezy i jej uwarunkowań rodzinnych. Dużą pulę informacji wniosły badania nad rzadkimi zespołami predysponującymi do wystąpienia chorób nowotworowych. Badania bardzo wyselekcjonowego materiału genetycznego mają znaczenienie tylko dla tej niewielkiej grupy osób, których to dotyczy, ale także dla tych, którzy chorują na powszechnie występujące nowotwory, będące składowymi tych zespołów. Analiza molekularna pozwoli na wcześniejsze rozpoznawanie, prowadzenie badań przesiewowych i działań zapobiegawczych, a prawdopodobnie w końcu umożliwi wprowadzenie nowych form terapii genetycznej.

Piśmiennictwo: patrz Current Obstetrics & Gynaecology Volume 5) Issue number (4)

powrót do spisu treści

powrót do listy numerów archiwalnych

powrót do strony głównej