Genetic and epigenetic predictors of tongue squamous cell carcinoma sensitivity to platinum drugs
- Authors: Kit O.I.1, Engibaryan M.A.1, Gvaramiya A.K.1, Volkova V.L.1, Chertova N.A.1, Kutilin D.S.1
-
Affiliations:
- National Medical Research Center for Oncology
- Issue: Vol 79, No 6 (2024)
- Pages: 490-506
- Section: ONCOLOGY: CURRENT ISSUES
- Published: 15.12.2024
- URL: https://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/article/view/2337
- DOI: https://doi.org/10.15690/vramn2337
- ID: 2337
Cite item
Full Text
Abstract
Background. Treatment of locally advanced malignant tumors of the tongue at the present stage of development of clinical oncology is a difficult task and is an important problem in oncology. The aim — to screen for genetic and epigenetic predictors of locally advanced tongue cancer sensitivity to platinum therapy. Methods. A comprehensive clinical and molecular genetic examination was carried out in 100 patients with locally advanced malignant tumors of the tongue, as well as 30 donors without oncological pathology. The study used a new method for the treatment of locally advanced squamous cell carcinoma of the tongue using 2-stage superselective embolization as a component of complex treatment. At the first stage, a screening bioinformatics analysis was carried out to form a panel of genetic loci associated with sensitivity to therapy with platinum drugs. The determination of the relative copy number and expression of these loci responsible for repair and for the proliferation regulation and apoptosis was performed by Real-Time qPCR. Results. Integration of RNA-seq datasets, copy number variation data, and relevant clinicopathological information from TCGA and GEO databases allowed us to identify 65 genetic loci associated with sensitivity to platinum therapy. These genes were validated in patient biological material. Laboratory screening showed differential expression of BRCA1, BLM, ERCC1, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, BCL2, ERBB2, MAGEH1, NGFRAP1, and CASP8 genes, correlating with changes in their tissue copy numbers, between groups of patients sensitive and resistant to platinum therapy. The profile of gene copy numbers of BRCA1, BLM, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, CASP8, MAGEH1 and NGFRAP1 was detected in the blood plasma of patients with squamous cell carcinoma of the tongue, which was differential for two groups of patients — sensitive and resistant to platinum therapy. Based on bootstrap models, the final gene panel was obtained: BLM/NGFRAP1, BRCA1/MAGEH1, EXO1/RAD50, BLM/CASP8, BRCA1/RAD50 and BRCA1/EXO1, providing diagnostic sensitivity at the level of 95% and specificity at the level of 90% (AUC 0.98) when dividing patients into a group sensitive and resistant to platinum therapy. Conclusion. Comprehensive bioinformatics analysis of RNA sequencing data, gene copy number data, and clinical and pathological information from the TCGA and GEO databases, as well as laboratory screening of potential predictors, allowed us to obtain a panel of genes — BLM/NGFRAP1, BRCA1/MAGEH1, EXO1/RAD50, BLM/CASP8, BRCA1/RAD50, and BRCA1/EXO1, the combination of which provides high diagnostic sensitivity and specificity in dividing patients into a group susceptible and resistant to platinum therapy.
Full Text
Обоснование
В структуре онкологической заболеваемости в Российской Федерации злокачественные опухоли полости рта составляют 30,8 на 100 тыс. человек [1]. Рак языка среди злокачественных опухолей полости рта занимает 1-е место [2]. Несмотря на доступность клиническому осмотру и хорошую визуализацию этой области, большая часть (70–80%) пациентов поступает на лечение в III и IV стадиях заболевания. Поздняя диагностика обусловливает высокий процент развития рецидивов, практически при каждом втором случае, что повышает показатель смертности в течение 1-го года с момента установления диагноза злокачественного новообразования языка [3]. Опухоли данной локализации характеризуются ранним инфильтративным ростом и частым метастазированием в региональные лимфатические узлы [4]. В 2021 г. в мире рак ротовой полости привел к более 135 тыс. летальных случаев (GBD 2021 Mortality Causes of Death Collaborators, 2022). В России, по данным 2018 г., заболеваемость раком полости рта составляет 26 случаев на 100 тыс. населения, что на 11,5% выше по сравнению с 2011 г.
В настоящее время, согласно практическим рекомендациям RUSSCO, стандартным подходом лечения местно-распространенных форм рака языка являются хирургическое лечение, лучевая терапия и/или химиотерапия [4]. Лечение местно-распространенных злокачественных опухолей головы и шеи, заключающееся в использовании хирургического, лучевого методов, химиотерапии и их комбинаций, представляет чрезвычайно сложную и ответственную задачу [5]. Основным этапом в комбинированном и комплексном лечении рака органов головы и шеи является хирургический. Поиски путей улучшения результатов лечения больных со злокачественными опухолями органов головы и шеи привели к использованию на различных этапах лечебного процесса лекарственных противоопухолевых средств. Однако попытки улучшить результаты лечения рака языка за счет только индукционной химио/химиолучевой терапии оказались малоэффективны. Очевидно, что в отношении этих опухолей следует вести более агрессивную тактику лечения [6]. Необходима разработка новых способов лечения рака языка, учитывающих молекулярно-генетические характеристики опухоли, особенно в отношении определения ее чувствительности к применяемым химиотерапевтическим средствам.
Цель настоящего исследования — скрининг генетических и эпигенетических предикторов чувствительности местно-распространенного рака языка к терапии препаратами платины.
Методы
Работа выполнена в ФГБУ «НМИЦ онкологии» Минздрава России за период с 2017 по 2022 г. Проанализированы данные комплексного клинического и молекулярно-генетического обследования 130 больных с местно-распространенными злокачественными опухолями языка, а также 30 добровольцев без онкологической патологии (группа условно здоровых добровольцев).
Дизайн исследования
В исследовании использован новый способ лечения местно-распространенного плоскоклеточного рака языка с использованием двухтапной суперселективной эмболизации в качестве компонента комплексного лечения. Данный способ позволит усилить воздействие противоопухолевого препарата цисплатина на опухоль и перитуморальную зону, что даст возможность сократить объем опухоли и обеспечить оптимальную радикальность оперативного лечения, а также уменьшить кровопотерю во время хирургического вмешательства.
В качестве объектов исследования нами выбраны следующие группы пациентов:
- основная — 100 больных с впервые установленным диагнозом плоскоклеточного рака языка III, IV стадий, которым проведено лечение по указанному выше способу;
- условно здоровых добровольцев — 30 человек без онкологической патологии.
На первом этапе лечения проводилось рентген-эндоваскулярное вмешательство в следующем объеме: масляная химиоэмболизация сосудов опухоли языка противоопухолевым препаратом (цисплатин в дозе 100 мг/м2). Через 7–10 дней, после реализации эффекта химиопрепарата, осуществлялась эмболизация сосудов опухоли микроспиралями. На следующий день после эмболизации проводилось хирургическое лечение в объеме, адекватном распространенности опухоли. Адъювантная лучевая терапия выполнялась в стандартном режиме.
Для 50 больных основной группы показана высокая чувствительность к проводимой терапии, еще для 50 пациентов клинически значимый эффект от применения цисплатина не был установлен.
Чувствительность к терапии цисплатином оценивалась по изменению клинической симптоматики (уменьшение боли и ихорозного запаха) и размеров опухоли (оценивался процент регрессии опухоли). Процент регрессии определяли при выполнении СРКТ после проведения терапии. Чувствительными к проводимой терапии считали пациентов, у которых наблюдались частичная регрессия опухоли и уменьшение клинической симптоматики. Резистентными к проводимой терапии считали пациентов, у которых наблюдались стабилизация или прогрессирование опухолевого процесса на фоне значительного усиления клинической симптоматики. Дизайн исследования представлен на рис. 1.
Рис. 1. Дизайн исследования
Критерии включения: первичный резектабельный рак языка (Т2-4N0-2M0) без предшествующего лечения; возраст старше 18 лет; морфологическая верификация опухоли; наличие информированного добровольного согласия на участие в исследовании.
Критерии невключения: отказ больного от участия в исследовании.
Критерии исключения: отзыв информированного согласия.
Условия проведения
Исследование проводилось на базе отделения опухолей головы и шеи и лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Минздрава России.
Этическая экспертиза
Протокол от 24 января 2017 г. № 6/1 заседания этического комитета ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России.
Биоинформатический анализ данных
Набор данных экспрессии генов был загружен с GEO (Gene Expression Omnibus) и содержал информацию по 15 образцам плоскоклеточного рака языка и 15 нормальным тканям языка (характеристики пациентов представлены в приложении).
Идентификацию дифференциально-экспрессирующихся генов (ДЭГ, DEG) между злокачественными и незлокачественными тканями осуществляли с помощью GEO2R. Исчерпывающий набор функциональных аннотаций предоставлен базой данных DAVID. Сеть PPI DEG была построена с использованием онлайн-базы данных Search Tool for the Retrieval of Intecting Genes (STRING). Гены-концентраторы были отобраны с помощью программного обеспечения Cytoscape.
Набор данных из Genomic Data Commons Data Portal (https://portal.gdc.cancer.gov/) содержал информацию по образцам 156 пациентов (характеристики пациентов представлены в приложении). Для получения данных использовали пакет TCGABiolinks языка R v. 4.0.0 в оболочке Rstudio. Для идентификации областей генома, размер которых значительно увеличивался или уменьшался в ряде образцов опухолей, применяли алгоритмы GISTIC версии 2.0.22, MutSig и RAE [7].
Перечень дифференциально-экспрессирующихся генов сравнивался с данными по копийности. Коррекция на групповой эффект (batch effect) осуществлялась с помощью пакета SVA (язык R). В экспериментальную часть работы были включены только локусы, имеющие сонаправленные изменения экспрессии и копийности.
Определение показателя относительной копийности
Материалом для исследования послужили биопсийные образцы тканей 100 пациентов. Экстракция образцов ДНК была выполнена с использованием набора реактивов «ДНК-сорб-В» («АмплиСенс», Россия) согласно инструкции производителя. Для определения относительной копийности генов с использованием базы данных NCBI GenBank были разработаны последовательности 68 пар синтетических олигонуклеотидов (праймеров, прямых и обратных), включая 3 пары для референсных локусов (ACTB, B2M, GAPDH).
Определение относительной копийности генетических локусов проводили методом Real-Time qPCR с флуоресцентным красителем EVA-Green. Амплификация каждой пробы осуществлялась в трех повторах. Усредненные данные по каждому генетическому локусу нормировались по усредненному показателю референсных генов для получения величины ΔCt:
ΔCt = Ct (среднее исследуемого гена) – Ct (среднее геометрическое референсных генов).
Копийность генетического локуса (rC) рассчитывали по формуле
rC = Е–ΔCt ,
где Е — эффективность амплификации, рассчитанная по формуле
E = 10–1/k ,
где k — коэффициент из уравнения прямой C(T) = klog P0 + b, полученного путем линейной аппроксимации экспериментальных данных; Е = 1,945.
Далее вычисляли медиану rCоп для опухолевых образцов клеток и медиану rCн для контрольных образцов по каждому генетическому локусу и рассчитывали кратность изменения (fold change, FC) копийности генов в опухолевых образцах по отношению к контрольным [8]:
FC = rCопухоль / rCнорма = E–ΔCt(опухоль) / E–ΔCt(контроль).
Определение показателя относительной копийности генов во внеклеточной ДНК (внДНК) плазмы крови
Для получения внДНК использовали кровь, взятую путем венопункции у 100 больных раком языка и у 30 доноров без онкологической патологии (контрольная группа). Плазму крови отделяли центрифугированием (30 мин, 2000 об/мин, t = 10 °С). Из плазмы выделяли внДНК фенол-хлороформным методом. Оценку показателя относительной копийности генов проводили методом количественной ПЦР в режиме реального времени (RT-qPCR) с флуоресцентным красителем EVA-Green. Разработка последовательности синтетических олигонуклеотидов (праймеров) осуществлялась с помощью Primer-BLAST и базы данных GenBank (NCBI). В качестве референсного гена для нормализации полученных показателей RT-qPCR был выбран GAPDH.
Относительную копийность (rC) рассчитывали по формуле, описанной Д.С. Кутилиным [8]:
rC = rCо/rCн = E–ΔCt(образцов от больных) : : E-ΔCt(образцов от условно здоровых),
где Е — эффективность ПЦР-амплификации, рассчитанная по формуле E = 10–1/k, где k — коэффициент уравнения прямой C(T) = klog P0 + b, полученной в ходе линейной аппроксимации данных экспериментальных постановок ПЦР; усредненное значение Е = 1,914; ΔCt — разница между средним геометрическим Ct (гена-мишени) и средним геометрическим Ct (референсного гена) [8].
Оценка экспрессии генов
Выделение и очистку фракции тотальной РНК производили с помощью набора RNeasy Plus Universal Mini Kit (Qiagen, Германия) согласно протоколу производителя. Для наработки кДНК готовили реакционную смесь, содержащую 5 мкМ рандомных праймеров, 1 × RT буфер, 0,5 мМ dNTP микс, 0,5 ед. акт./ мкл RNase Inhibitor, 5 U/ мкл ReverseTranscriptase ММLV. Методом количественной ПЦР в режиме реального времени RT-qPCR определяли величины относительной экспрессии генетических локусов. В качестве референсных после серии предварительных экспериментов использовали — GAPDH, ACTB и B2M. Полученные данные подвергали статистической обработке. Относительную экспрессию (RЕ) рассчитывали по формуле
RЕ = 2–ΔΔCt.
Методы статистической обработки полученных данных
Cтатистическую обработку результатов выполняли с помощью программы Statistica 10.0 (StatSoft, США). Для проведения кластерного анализа (Hierarchical Clustering, Euclidean distance) и построения тепловых карт использовали скрипты на языке R. Нормальность распределения показателей оценивали с помощью критерия Колмогорова–Смирнова. Оценку различий проводили с использованием критерия Манна–Уитни для порогового уровня статистической значимости р < 0,05, для учета множественного сравнения применяли поправку Бонферрони.
Для выявления общих сигнальных путей исследуемых генов использовали алгоритм «сетевой интеграции нескольких ассоциаций», который предсказывает функцию и положение гена в составе сложной сети из множества других генов, а также рассчитывает оценку (W-value) для каждой точки построенной сети, отражающую силу связи между соседними точками [9].
Для выбора минимальных наборов генов и построения предсказательных моделей использовали LASSO-пенализованную логистическую регрессию. Операции проводили при помощи языка программирования R (v. 4.0.1) в оболочке RStudio. Коэффициент регуляризации L1 определяли при помощи k-мерной кросс-валидации. Для предотвращения переобучения модели проводили оптимизацию L1 при помощи генерации 2000 повторных выборок методом bootstrap. В каждой выборке данные были случайно разделены на обучающую и тестовую группы. Эффективность модели, построенной на основе обучающей группы, оценивали на данных тестовой группы и записывали площадь под ROC-кривой и показатель Бриера. Оптимальным считали значение L1, соответствующее наименьшему значению показателя Бриера. Важность для каждой переменной определяли путем подсчета доли bootstrap-моделей, в которых эта переменная имела ненулевой коэффициент. Окончательную модель строили на основе всех данных, используя оптимальное значение L1.
Результаты
На первом этапе нашего исследования был использован и проанализирован набор данных из базы Gene Expression Omnibus (GEO) для получения перечня дифференциально экспрессирующихся генов (DEG) между тканями опухоли и незлокачественными тканями. Впоследствии был проведен анализ путей Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG), анализ обогащения генной онтологии (GO) и сетевой анализ белок-белкового взаимодействия (PPI) для характеристики молекулярных механизмов, лежащих в основе канцерогенеза и прогрессирования данного типа опухолей. Всего было идентифицировано 648 дифференциально экспрессирующихся генов (рис. 2, А) и 26 узловых генов, которые могут быть потенциальными мишенями для клинической диагностики и терапии плоскоклеточного рака языка (рис. 2, Б).
Рис. 2. «Вулкан плот» и сеть PPI DEG: A — DEG были выбраны с кратным изменением ≥ 2 или ≤ –2 и скорректированным p-значением < 0,05. Зеленая точка показывает, что экспрессия гена в опухоли была вдвое меньше, чем в нормальных тканях, тогда как красная точка — что экспрессия гена в опухоли более чем в 2 раза выше относительно нормальных тканей (p < 0,05). Черные точки представляют гены, которые не считались дифференциально экспрессируемыми; Б — сеть PPI DEG была построена с использованием Cytoscape, PPI — белок-белковое взаимодействие, DEG — дифференциально экспрессируемые гены
Для анализа биологической классификации DEGs анализ обогащения путей GO и KEGG был выполнен с использованием DAVID (табл. 1). Результаты анализа GO показали, что изменения в биологических процессах ДЭГ в основном связаны с «процессами в мышечной системе», «организацией внеклеточного матрикса», «сокращением мышц», «организацией внеклеточной структуры» и «скольжением мышечных волокон». Молекулярные функции DEG включали «связывание актина», «связывание с цитоскелетным белком» и «связывание актинина». Анализ пути KEGG показал, что ДЭГ в основном обогащены «взаимодействием внеклеточного матрикса (ЕСМ) с рецептором», «очаговой адгезией», «метаболизмом лекарственного средства — цитохромом P450» и «химическим канцерогенезом».
Таблица 1. Анализ обогащения путей GO и KEGG ДЭГ при раке языка
Описание | Число генов в наборе | p-значение | |
GO: 0003012 | Процесс мышечной системы | 54 | 1,63 × 10−19 |
GO: 0030198 | Организация внеклеточного матрикса | 49 | 1,86 × 10−19 |
GO: 0043062 | Организация внеклеточной структуры | 49 | 2,12 × 10 19 |
GO: 0006936 | Сокращение мышц | 48 | 7,41 × 10−19 |
GO: 0030049 | Скольжение мышечной нити | 19 | 7,21 × 10−18 |
GO: 0003779 | Связывание актина | 42 | 1,61 × 10−11 |
GO: 0008307 | Структурная составляющая мышцы | 15 | 1,63 × 10−11 |
GO: 0008092 | Связывание с белками цитоскелета | 63 | 2,75 × 10−10 |
GO: 0005198 | Структурная активность молекулы | 58 | 1,91 × 10−09 |
GO: 0042805 | Связывание актинина | 9 | 2,04 × 10−06 |
GO: 0044421 | Часть внеклеточной области | 233 | 1,75 × 10−23 |
GO: 0005576 | Внеклеточная область | 258 | 4,88 × 10−22 |
GO: 0043292 | Сократительное волокно | 45 | 9,81 × 10−22 |
GO: 0030017 | Саркомер | 41 | 3,45 × 10−21 |
GO: 0030016 | Миофибриллы | 43 | 6,08 × 10−21 |
hsa04512 | ECM-рецепторное взаимодействие | 18 | 8,56 × 10−10 |
hsa05146 | Амебиаз | 17 | 1,28 × 10−07 |
hsa04510 | Очаговая адгезия | 22 | 1,30 × 10−06 |
hsa00982 | Метаболизм препарата-цитохром Р450 | 12 | 6,32 × 10 −06 |
hsa05204 | Химический канцерогенез | 12 | 3,11 × 10−05 |
hsa05414 | Дилатационная кардиомиопатия | 12 | 4,95 × 10−05 |
hsa05410 | Гипертрофическая кардиомиопатия | 11 | 1,31 × 10−04 |
hsa00830 | Метаболизм ретинола | 9 | 8,20 × 10−04 |
Примечание. GO — генная онтология; KEGG — Киотская энциклопедия генов и геномов; ДЭГ — дифференциально экспрессируемые гены.
Используя подключаемый модуль MCODE Cytoscape, 26 генов идентифицировано как гены-концентраторы. Результаты анализа путей GO и KEGG показали, что гены-концентраторы были в основном обогащены «организацией внеклеточного матрикса», «катаболическим процессом коллагена», «организацией внеклеточной структуры», «катаболическим процессом многоклеточного организма», «процессом метаболизма коллагена» и «каскадом комплемента и коагуляции». Сеть генов-концентраторов и их коэкспрессируемых генов анализировали с помощью cBioPortal for Cancer Genomics (рис. 3, A). Иерархическая кластеризация показала, что экспрессия генов-концентраторов может отличать образцы рака от нормальных образцов (рис. 3, Б). 22 из 26 генов-концентраторов было высокоэкспрессировано в опухолях по сравнению с нормальными тканями, тогда как экспрессия четырех генов (MMRN1/ECM1/EXCL12/CFD) была относительно высокой в нормальных тканях. Кроме того, иерархическая кластеризация показала, что статус инфекции ВПЧ (рис. 3, В) и P16 (рис. 3, Г) отрицательно связан с экспрессией гена, хотя механизмы остаются неизвестными.
Рис. 3. Анализ генов-концентраторов и их коэкспрессируемых генов, а также иерархическая кластеризация генов-концентраторов: A — гены-концентраторы и их коэкспрессируемые гены, проанализированные с помощью cBioPortal. Узлы с жирными черными контурами представляют собой гены-концентраторы, узлы с тонкими черными контурами — коэкспрессируемые гены. Цвет в круге представляет собой полное изменение гена в геномных профилях, включая повышенную и пониженную экспрессию. Интенсивность цвета указывает на большее изменение. Синяя стрелка обозначает изменение состояния; зеленая — контроль-экспрессии; Б — образцы, сгруппированные коричневой полосой, не являются злокачественными образцами, а образцы, сгруппированные синей полосой, являются образцами рака языка; В, Г — образцы, сгруппированные коричневой полосой, являются HPV-положительными образцами, а образцы, сгруппированные синей полосой, — HPV-отрицательными. Красный цвет указывает на активацию генов, а синий — на подавление активности генов
Общий анализ выживаемости был выполнен с использованием кривых Каплана–Мейера на онлайн-платформе cBioPortal. Пациенты с высокой экспрессией интерлейкина 8 (IL-8), IL-1B и члена 1 семейства серпинов (SERPINA1) имели худшую общую выживаемость и худшую выживаемость без заболевания. Oncomine анализ опухолевых тканей по сравнению с нормальными тканями показал, что IL-8, IL-1B и SERPINA1 были сверхэкспрессированы при раке. Более высокие уровни экспрессии мРНК IL-8 (p = 6,30 × 10–9) и IL-1B (p = 3,48 × 10–6) были связаны со статусом ВПЧ-инфекции HPV. Однако уровни экспрессии мРНК SERPINA1 не были связаны со статусом инфекции ВПЧ.
Ряд исследований показал, что ВПЧ-инфекция играет определенную роль в патогенезе опухолей головы и шеи [10]. Онкоминологический анализ рака продемонстрировал, что экспрессия мРНК IL-8, IL-1B и SERPINA1 была выше в группе HPV-отрицательных по сравнению с таковой в группе HPV-положительных [11]. В нашем исследовании набор данных проанализирован для получения дифференциально экспрессирующихся генов между опухолевыми и нормальными тканями. Кроме того, данные указывают на то, что ряд дифференциально экспресирующихся генов связан с сигнальными путями «химического канцерогенеза» и «лекарственного метаболизма», соответственно, может участвовать в чувствительности к химиотерапии.
Результаты анализа копийности генов с помощью алгоритма GISTIC2
В настоящее время накоплены значительные объемы данных о копийности генов в клетках опухолей, в том числе при плоскоклеточном раке языка. Чтобы подобрать перечень потенциальных молекулярных маркеров для оценки ответа этих опухолей на терапию, мы использовали данные проекта The Cancer Genome Atlas (TCGA), которые были извлечены с портала Genomic Data Commons. Портал содержит информацию о мутациях, метилировании ДНК, транскриптоме, экспрессии микро-РНК и копийности генов в образцах тканей 156 пациентов с диагнозом «плоскоклеточный рак языка». GISTIC идентифицирует области генома, размер которых значительно увеличивается или уменьшается в ряде образцов опухолей. Конвейер сначала фильтрует нормальные образцы из сегментированных данных по копийности, проверяя коды TCGA, и затем выполняется GISTIC версии 2.0.22. В этом анализе было использовано 156 образцов опухолей и обнаружено 27 значимых результатов на уровне фрагментов хромосом, 28 значительных очаговых амплификаций и 48 значительных очаговых делеций. На рис. 4 изображено геномное положение амплифицированных и делецированных участков: на оси X представлены нормализованные уровни амплификации/ делеции (вверху) и значимость по Q-value (внизу). Зеленая линия устанавливает границу значимости при значении Q = 0,25. Проведен анализ связи между значительной изменчивостью числа копий генов в 76 участках хромосом и чувствительностью к препаратам платины. Для оценки статистической значимости использовали двусторонний точный критерий Фишера с применением функции fisher. test в языке R. По результатам анализа изменение копийности генов в двух хромосомных локусах — 11q23.1 и 14q32.32 — ассоциировано с чувствительностью к препаратам платины. В участке 11q23.1 гена снижают свою копийность 84 гена, в участке 14q32.32 — 282 гена.
Рис. 4. Геномное положение амплифицированных и делетированных областей
Кроме того, из базы CellMiner v. 2.5 были загружены данные по соединениям платины и транскриптому/копийности генов для линий раковых клеток. Для определения корреляции между чувствительностью к лекарственным препаратам платины и экспрессией/копийностью генов был проведен корреляционный анализ Спирмена (|cor| > 0,3; а также p-значение < 0,01). Интеграция наборов данных секвенирования РНК (RNA-seq), данных о вариациях числа копий (CNV) и соответствующей клинико-патологической информации из базы данных TCGA и Gene Expression Omnibus (GEO) позволила выделить ряд генетических локусов, ассоциированных с чувствительностью к терапии препаратами платины (цисплатином):
- гены, отвечающих за репарацию ДНК, — BRCA1, BRCA2, BLM, NBS1, DDB1, ERCC1, ERCC2, ERCC4, ERCC5, OGG1, DMC1, BAP1, RAD17, TOP3A, RNF168, DNMT1, RAD21, EXO1, CDK7, MSH3, POLK, CCNO, ERCC8, ATAD5, XRCC4, RAD50, CCNH, FTO, PIAS1, TIPIN, PIF1, PARP1, HMGB2, LIG1, POLH, POLB и APTX;
- гены, отвечающие за регуляцию апоптоза, — BAX, BCL2, CASP3, CASP8, P53, MDM2, TIAF1, TRAF4, MAP3K1, FOXD1, PML, PIK3R1, FOXI1, HSPA4, RASA1, PERP, DAPK2, HSPA6, TUBB4B, ERBB2, BNIP3, MCL1, MAGEH1, RHOB, BCL7C, RNF7, BCL2L10 и NGFRAP1.
Указанный перечень генов был валидирован в проведенной нами экспериментальной работе.
Экспериментальный скрининг молекулярно-генетических предикторов чувствительности опухолевых клеток языка к препаратам платины
До начала лечения брались образцы биопсии. В ДНК, выделенной из этих образцов, оценивали уровень копийности 65 генов — BRCA1, BRCA2, BLM, NBS1, DDB1, ERCC1, ERCC2, ERCC4, ERCC5, OGG1, DMC1, BAP1, RAD17, TOP3A, RNF168, DNMT1, RAD21, EXO1, CDK7, MSH3, POLK, CCNO, ERCC8, ATAD5, XRCC4, RAD50, CCNH, FTO, PIAS1, TIPIN, PIF1, PARP1, HMGB2, LIG1, POLH, POLB, APTX, BAX, BCL2, CASP3, CASP8, P53, MDM2, TIAF1, TRAF4, MAP3K1, FOXD1, PML, PIK3R1, FOXI1, HSPA4, RASA1, PERP, DAPK2, HSPA6, TUBB4B, ERBB2, BNIP3, MCL1, MAGEH1, RHOB, BCL7C, RNF7, BCL2L10 и NGFRAP1. Результаты по копийности генов в этих группах представлены на рис. 5.
Рис. 5. Показатель относительной копийности генов в образцах больных плоскоклеточным раком языка, чувствительных и резистентных к препаратам платины
Примечание. Статистически значимые отличия: * — от нормальной ткани (p < 0,01); ** — между двумя группами больных (p < 0,01).
Обнаружены статистически значимые (p < 0,01) отличия между образцами пациентов, чувствительных (группа 1) и резистентных (группа 2) к терапии, по копийности следующих генов: BRCA1 (в 3,2 раза выше в группе 2); BLM (в 6,3 раза выше в группе 2); NBS1 (в 5,2 раза выше в группе 2); ERCC1 (в 7,5 раза выше в группе 2); ERCC2 (в 5,0 раза выше в группе 2); EXO1 (в 3,0 раза выше в группе 2); RAD50 (в 3,6 раза выше в группе 2); PIF1 (в 4,7 раза выше в группе 2); LIG1 (в 13,0 раз выше в группе 2); BAX (в 2,8 раза ниже в группе 2); BCL2 (в 2,7 раз выше в группе 2); CASP3 (в 1,9 раз ниже в группе 2); CASP8 (в 2,6 раза ниже в группе 2); PML (в 2,1 раза ниже в группе 2); RASA1 (в 2,0 раза ниже в группе 2); ERBB2 (в 2,8 раза выше в группе 2); MAGEH1 (в 5,0 раз ниже в группе 2); NGFRAP1 (в 3,9 раза ниже в группе 2).
Таким образом, обнаружено отличие в копийности 18 генетических локусов между пациентами, чувствительными к терапии препаратами платины и резистентными к ней. Так, ген BLM кодирует геликазу, которая участвует в гомологичной рекомбинационной репарации двухцепочечных разрывов ДНК. Ген NBS1 кодирует белок нибрин, также связанный с репарацией двухцепочечных разрывов, приводящих к значительному повреждению генетической информации. Этот белок — член NBS1/hMre11/Rad50 комплекса репарации двойных разрывов ДНК (более известного как MRN-комплекс). Этот комплекс опознает повреждение ДНК и быстро перемещаетcя в поврежденные сайты [12]. NBS1 сверхэкспрессируется при некоторых раковых заболеваниях — предстательной железы [13], головы и шеи [14, 15].
Ген ERCC1 кодирует белок эксцизионной репарации ДНК. Вместе с ERCC4 он образует ферментный комплекс ERCC1-XPF, который участвует в репарации и рекомбинации ДНК. Клетки с инвалидизирующими мутациями в ERCC1 более чувствительны, чем обычно, к определенным агентам, повреждающим ДНК, включая ультрафиолетовое излучение и химические вещества, вызывающие перекрестное связывание между цепями ДНК [16]. Продукт гена EXO1 взаимодействует с Msh2 и участвует в репарации и гомологичной рекомбинации ДНК [17].
Ген PIF1 кодирует ДНК-зависимый фермент, метаболизирующий аденозинтрифосфат, который функционирует как геликаза ДНК от 5’ до 3’. Кодируемый белок может разрушать структуры G-квадруплекса и гибриды РНК–ДНК на концах хромосом. Он также предотвращает удлинение теломер, ингибируя действие теломеразы. Ген LIG1 кодирует ДНК-лигазу I, которая участвует в репликации ДНК и процессе эксцизионной репарации оснований. ДНК-лигаза I выполняет функцию лигирования одноцепочечных разрывов ДНК на заключительном этапе эксцизионной репарации. Мутации в LIG1, приводящие к дефициту ДНК-лигазы I, обусловливают повышенную чувствительность к агентам, повреждающим ДНК [18]. Ген RAD50 кодирует белок, участвующий в репарации двойных разрывов цепочки ДНК. Этот белок образует комплекс с MRE11 и NBS1. Данный комплекс MRN связывается с поврежденными концами ДНК и представляет многочисленные ферментативные активности, необходимые для репарации двойных разрывов.
Ген PML кодирует белок — член семьи TRIM. Этот фосфопротеин локализуется в ядерных тельцах, где функционирует как фактор транскрипции и супрессор опухолевого роста. Его экспрессия приводит к остановке клеточного цикла и регулирует экспрессию P53 в ответ на онкогенные сигналы. Белок, кодируемый геном RASA1 (RAS P21 Protein Activator 1), расположен в цитоплазме и является частью семейства GAP1-белков, активирующих GTPase. Продукт гена стимулирует активность GTPase нормального RAS p21, но не его онкогенного аналога. Действуя как супрессор функции RAS, этот белок усиливает слабую внутреннюю ГТФазную активность белков RAS, что приводит к образованию неактивной формы RAS, связанной с GDP. Это позволяет контролировать клеточную пролиферацию и дифференцировку.
Ген MAGEH1 принадлежит к подгруппе РT-генов суперсемейства меланомо-ассоциированного антигена (MAGE). Кодируемый белок связан с апоптозом, остановкой клеточного цикла, ингибированием роста или дифференцировкой клеток. Белок может быть вовлечен в передачу сигналов atRA через путь STAT1-альфа.
Ген NGFRAP1 контролирует апоптоз в неопластически трансформированных клетках после повреждения ДНК, что несущественно для развития, но влияет на клеточную адгезию и передачу сигналов фактора роста в трансформированных клетках. Ген NGFRAP1 участвует во внутриклеточной транспортировке ряда белков, также он необходим для стабильности и переноса в ядро AKT1/AKT, что способствует выживанию эндотелиальных клеток во время развития сосудов, служит зависимым от микротрубочек сигналом, который необходим для образования сократительного кольца миозина во время цитокинеза клеточного цикла.
Продукт гена BCL2 (B-cell lymphoma 2) является антиапоптозным белком, контролирующим проницаемость митохондриальной мембраны и ингибирующим каспазы вследствие предотвращения выхода цитохрома C из митохондрий и за счет связывания белка APAF1, активирующего апоптоз. Поэтому повышенная копийность данного гена может приводить к увеличению его транскрипционной активности и тем самым ингибировать апоптические процессы.
Гены CASP-3 и CASP-8 кодируют эффекторную каспазу 3 и инициаторную каспазу 8, критическую для запуска внешнего пути апоптоза. Запущенный каспазный каскад расщепляет другие клеточные мишени и приводит к реализации запрограммированной клеточной гибели [19].
Таким образом, с чувствительностью к терапии препаратами платины связаны генетические локусы, ответственные за репарацию ДНК, контроль пролиферации и апоптоза.
Следующим этапом работы явился анализ влияния изменения копийности этих генов на их транскрипционную активность.
Экспериментальный скрининг эпигенетических предикторов чувствительности опухолевых клеток языка к препаратам платины
Из образцов биопсии, полученных у больных плоскоклеточным раком языка до начала лечения, выделяли тотальную РНК, проводили обратную транскрипцию и оценивали уровень относительной экспрессии 18 генов (BRCA1, BLM, NBS1, ERCC1, ERCC2, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, BAX, BCL2, CASP3, CASP8, PML, RASA1, ERBB2, MAGEH1 и NGFRAP1), показавших дифференциальную копийность в двух группах пациентов, чувствительных и резистентных к терапии (рис. 6).
Рис. 6. Особенности относительной экспрессии генов у больных плоскоклеточным раком языка, чувствительных и резистентным к препаратам платины
Примечание. Статистически значимые отличия: * — от нормальной ткани (p < 0,01); ** — между двумя группами больных (p < 0,01).
Обнаружены статистически значимые (p < 0,01) отличия между образцами пациентов, чувствительных (группа 1) и резистентных (группа 2) к терапии, по экспрессии следующих генов: BRCA1 (в 4,7 раза выше в группе 2); BLM (в 8,0 раза выше в группе 2); ERCC1 (в 3,0 раза выше в группе 2); EXO1 (в 19,5 раз выше в группе 2); RAD50 (в 7,0 раза выше в группе 2); PIF1 (в 12,7 раза выше в группе 2); LIG1 (в 16,0 раза выше в группе 2); BCL2 (в 2,3 раза выше в группе 2); CASP8 (в 7,6 раза ниже в группе 2); ERBB2 (в 3,2 раза выше в группе 2); MAGEH1 (в 2,7 раза ниже в группе 2); NGFRAP1 (в 2,8 раза ниже в группе 2). В целом экспрессия данных генетических локусов положительно коррелировала с их копийностью (r — от 0,549 до 0,871). Таким образом, увеличение экспрессии генов BRCA1, BLM, ERCC1, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, BCL2, ERBB2 и снижение экспрессии генов MAGEH1, NGFRAP1 и CASP8 ассоциированы с резистентностью опухолевых клеток к препаратам платины.
Регуляция экспрессии генов — сложный биологический процесс, зависящий от числа копий гена, уровня метилирования и экспрессии некодирующих РНК [8]. Поэтому в нашем исследовании и наблюдается неполное соответствие изменения копийности генов и их экспрессии. Соответственно, отсутствие дифференциальной экспрессии генов NBS1, ERCC2, BAX, CASP3, PML и RASA1 между группами больных говорит об иных механизмах (помимо копийности), влияющих на их транскрипцию. Дифференциальная экспрессия генов BRCA1, BLM, ERCC1, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, BCL2, ERBB2, MAGEH1, NGFRAP1 и CASP8, коррелирующая с изменением числа их копий, между группами больных может служить функциональным подтверждением влияния показателя копийности этих генов на чувствительность опухолевых клеток к препаратам платины. А сами показатели копийности BRCA1, BLM, ERCC1, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, BCL2, ERBB2, MAGEH1, NGFRAP1 и CASP8 можно рассматривать как потенциальные маркеры чувствительности к терапии.
Показатель копийности генов во внеклеточной ДНК как предиктор чувствительности рака языка к препаратам платины
В настоящее время разработка высокоэффективных малоинвазивных подходов молекулярной диагностики и определение чувствительности к терапии невозможны без скрининга молекулярно-генетических маркеров во внДНК плазмы крови [20]. В качестве подобных маркеров особый интерес представляет показатель числа копий генов (Copy Number Variation, CNV) — особая форма полиморфизма, приводящая к изменению копийности генетического локуса и его экспрессии [19]. В плазме крови основными источниками внДНК являются ядерная и митохондриальная ДНК соматических или опухолевых клеток, подвергшихся процессам апоптоза и некроза, ДНК клеток крови и ДНК микроорганизмов [20]. Проведенный выше анализ позволил сформировать список генетических локусов, пoказатeль кoпийнoсти которых обладает значительным потенциалом для малоинвазивного определения чувствительности опухолей плоскоклеточного рака языка к терапии препаратами платины. На внДНК, выделенной из плазмы 50 пациентов с плоскоклеточным раком языка, чувствительных к терапии, и 50 пациентов с плоскоклеточным раком языка, резистентным к терапии, а также 30 условно здоровых доноров, проведена валидация потенциальных маркеров. В ходе валидации обнаружено статистически значимое (р < 0,005) отличие в копийности девяти генетических локусов между двумя группами пациентов (рис. 7).
Рис. 7. Особенности относительной копийности генов у больных плоскоклеточным раком языка, чувствительных и резистентным к препаратам платины, во внДНК плазмы крови
Примечание. Статистически значимые отличия: * — от условно здоровых доноров (p < 0,01); ** — между двумя группами больных (p < 0,01).
Так, обнаружена повышенная копийность генов BRCA1, BLM, EXO1, RAD50, PIF1 и LIG1 соответственно в 4,4 раза (р < 0,005), 3,9 (р < 0,05), 11,0 (р < 0,001), 6,0 (р < 0,01), 2,0 (р < 0,005) и 12,0 раза (р < 0,05) во внДНК у больных, резистентных к терапии препаратами платины, относительно больных, чувствительных к терапии. При этом обнаружена сниженная копийность генов CASP8, MAGEH1 и NGFRAP1 соответственно в 2,6 раза (р < 0,01), 2,0 (р < 0,05) и 1,8 раза (р < 0,05) во внДНК у больных, резистентных к терапии препаратами платины, относительно больных, чувствительных к терапии. Таким образом, в плазме крови больных плоскоклеточным раком языка обнаружен профиль копийности генов BRCA1, BLM, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, CASP8, MAGEH1 и NGFRAP1, дифференциальный для двух групп пациентов — чувствительных и резистентных к терапии препаратами платины.
Основываясь на этих данных, далее формирование диагностической панели генов маркеров чувствительности к терапии осуществляли на основе 66 пар генов. Попарное объединение 12 генов дает 66 их комбинаций:
C(n, r) = n! / (r! × (n – r)!), т.е.
Для оценки диагностической значимости выбранных генов был проведен анализ их способности классифицировать пациентов на группу чувствительных или резистентных при помощи ROC-кривых. ROC-кривые со значением площади под кривой (AUC) не менее 0,70 представлены на рис. 8. Для пары генетических локусов BLM/NGFRAP1 значение AUC было 0,81; для BRCA1/MAGEH1 — 0,74; EXO1/RAD50 — 0,72 и PIF1/CASP8 — 0,70.
Рис. 8. ROC-кривые классификации групп больных плоскоклеточным раком языка, чувствительных (сплошная линия) и резистентных (прерывистая линия) к терапии, на основании показателя копийности генов. Представлены ROC-кривые со значением AUC ≥ 0,70
Из представленных на рис. 8 данных видно, что ни одна из пар маркеров не позволяет полностью разделить группы пациентов. Поэтому для получения надежной диагностической панели генов применили математический подход, основанный на LASSO-пенализованной логистической регрессии и оптимизированный при помощи bootstrap-наборов данных (рис. 9).
Рис. 9. LASSO-пенализованная модель для логистической регрессии уровня относительной копийности генетических локусов во внДНК плазмы крови: A — распределение регрессионных коэффициентов в bootstrap-наборах данных; Б — важность переменных в bootstrap-моделях; В — ROC-кривые для классификации образцов при помощи оптимизированной (сплошная линия) и неоптимизированной (прерывистая линия) моделей
На основании bootstrap-моделей получена финальная панель генов: BLM/NGFRAP1, BRCA1/MAGEH1, EXO1/ RAD50, BLM/CASP8, BRCA1/RAD50 и BRCA1/ EXO1. Такое сочетание генов обеспечивает диагностическую чувствительность на уровне 95%, а специфичность — на уровне 90% (AUC — 0,98) при разделении на группы пациентов, чувствительных и резистентных к терапии препаратами платины.
Заключение
Комплексный биоинформатический анализ данных секвенирования РНК (RNA-seq), данных о вариациях числа копий (CNV) и соответствующей клинико-патологической информации из базы данных TCGA и Gene Expression Omnibus (GEO) позволил выделить 65 генетических локусов, ассоциированных с чувствительностью к терапии препаратами платины. Лабораторный скрининг генетических и эпигенетических предикторов показал наличие дифференциальной экспрессии генов BRCA1, BLM, ERCC1, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1, BCL2, ERBB2, MAGEH1, NGFRAP1 и CASP8, коррелирующей с изменением числа их копий, между группами больных, чувствительных и резистентных к терапии препаратами платины. Во внДНК у больных, резистентных к терапии препаратами платины, обнаружена повышенная копийность генов BRCA1, BLM, EXO1, RAD50, PIF1 и LIG1 и сниженная копийность генов CASP8, MAGEH1 и NGFRAP, что свидетельствует об ассоциации с чувствительностью злокачественных плоскоклеточных опухолей языка к терапии цисплатином генетических локусов, ответственных за репарацию ДНК (BRCA1, BLM, ERCC1, EXO1, RAD50, PIF1, LIG1), контроль пролиферации и апоптоза (BCL2, ERBB2, MAGEH1, NGFRAP1 и CASP8). На основании bootstrap-моделей получена панель генов — BLM/ NGFRAP1, BRCA1/MAGEH1, EXO1/RAD50, BLM/CASP8, BRCA1/RAD50 и BRCA1/EXO1, сочетание которых обеспечивает высокую диагностическую чувствительность и специфичность при разделении на группы пациентов, восприимчивых и резистентных к терапии препаратами платины.
Дополнительная информация
Источник финансирования. Исследование выполнено в рамках государственного задания.
Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.
Участие авторов. О.И. Кит — разработка дизайна исследования, научное редактирование текста статьи; М.А. Енгибарян — разработка дизайна исследования, анализ и интерпретация данных, научное редактирование текста статьи; А.К. Гварамия — сбор биологического материала, выполнение экспериментальной (клиническая) части работы, подготовка текста рукописи; В.Л. Волкова — сбор биологического материала, первичная обработка данных; Н.А. Чертова — первичная обработка биологического материала, выполнение экспериментальной (клинической) части работы; Д.С. Кутилин — разработка основной концепции исследования, проведение биоинформатического анализа, выполнение экспериментальной (молекулярной) части работы, написание текста рукописи. Все авторы статьи внесли существенный вклад в организацию и проведение исследования, прочли и одобрили окончательную версию рукописи перед публикацией.
Приложение. Данные из проектов TCGA-HNSC и GEO
№ п/п | Идентификатор | Пол | Возраст | Локализация опухоли | ВПЧ* |
1 | TCGA-CV-7406 | Мужской | 49 | Основание языка | N |
2 | TCGA-CR-6472 | Мужской | 59 | Основание языка | N |
3 | TCGA-DQ-7593 | Мужской | 58 | Основание языка | N |
4 | TCGA-BA-6871 | Мужской | 75 | Основание языка | N |
5 | TCGA-BB-4225 | Мужской | 73 | Основание языка | N |
6 | TCGA-BB-4228 | Мужской | 50 | Основание языка | N |
7 | TCGA-F7-A61V | Мужской | 54 | Основание языка | N |
8 | TCGA-BB-7861 | Мужской | 56 | Основание языка | N |
9 | TCGA-CV-6950 | Мужской | 64 | Основание языка | N |
10 | TCGA-CV-5439 | Мужской | 62 | Основание языка | N |
11 | TCGA-DQ-7591 | Мужской | 62 | Основание языка | N |
12 | TCGA-HD-8224 | Мужской | 63 | Основание языка | N |
13 | TCGA-CN-A6V6 | Мужской | 59 | Основание языка | N |
14 | TCGA-CN-A6UY | Мужской | 57 | Основание языка | N |
15 | TCGA-DQ-7594 | Мужской | 47 | Основание языка | N |
16 | TCGA-CV-6943 | Мужской | 74 | Основание языка | N |
17 | TCGA-T2-A6WZ | Мужской | 53 | Основание языка | N |
18 | TCGA-BB-7871 | Женский | 64 | Основание языка | N |
19 | TCGA-CR-5250 | Мужской | 71 | Основание языка | N |
20 | TCGA-CR-6477 | Женский | 56 | Основание языка | N |
21 | TCGA-F7-A620 | Мужской | 47 | Основание языка | N |
22 | TCGA-МЗ-А7D7 | Мужской | 51 | Основание языка | N |
23 | TCGA-HD-8314 | Мужской | 58 | Основание языка | N |
24 | TCGA-P3-A5QE | Мужской | 49 | Основание языка | N |
25 | OSCC_1 (GEO) | Мужской | 50 | Язык (не уточнен) | – |
26 | OSCC_2 (GEO) | Мужской | 33 | Язык (не уточнен) | + |
27 | OSCC_3 (GEO) | Мужской | 45 | Язык (не уточнен) | + |
28 | OSCC_4 (GEO) | Мужской | 48 | Язык (не уточнен) | – |
29 | OSCC_5 (GEO) | Мужской | 22 | Язык (не уточнен) | + |
30 | OSCC_6 (GEO) | Женский | 48 | Язык (не уточнен) | – |
31 | OSCC_7 (GEO) | Мужской | 49 | Язык (не уточнен) | – |
32 | OSCC_8 (GEO) | Женский | 37 | Язык (не уточнен) | + |
33 | OSCC_9 (GEO) | Женский | 21 | Язык (не уточнен) | + |
34 | OSCC_10 (GEO) | Мужской | 46 | Язык (не уточнен) | – |
35 | OSCC_11 (GEO) | Женский | 50 | Язык (не уточнен) | – |
36 | OSCC_12 (GEO) | Женский | 34 | Язык (не уточнен) | + |
37 | OSCC_13 (GEO) | Мужской | 37 | Язык (не уточнен) | – |
38 | OSCC_14(GEO) | Женский | 36 | Язык (не уточнен) | – |
39 | OSCC_15 (GEO) | Мужской | 42 | Язык (не уточнен) | – |
40 | TCGA-CQ-5329 | Женский | 46 | Язык (не уточнен) | N |
41 | TCGA-CN-6998 | Мужской | 53 | Язык (не уточнен) | N |
42 | TCGA-CR-7392 | Женский | 67 | Язык (не уточнен) | N |
43 | TCGA-CQ-5333 | Мужской | 74 | Язык (не уточнен) | N |
44 | TCGA-CV-7438 | Женский | 87 | Язык (не уточнен) | N |
45 | TCGA-QK-AA3K | Мужской | 60 | Язык (не уточнен) | N |
46 | TCGA-CQ-6219 | Женский | 50 | Язык (не уточнен) | N |
47 | TCGA-CR-7393 | Мужской | 26 | Язык (не уточнен) | N |
48 | TCGA-HD-7831 | Мужской | 74 | Язык (не уточнен) | N |
49 | TCGA-CN-4736 | Женский | 70 | Язык (не уточнен) | N |
50 | TCGA-DQ-5631 | Мужской | 52 | Язык (не уточнен) | N |
51 | TCGA-BA-A6DE | Женский | 70 | Язык (не уточнен) | N |
52 | TCGA-CV-5971 | Мужской | 60 | Язык (не уточнен) | N |
53 | TCGA-CV-6945 | Мужской | 41 | Язык (не уточнен) | N |
54 | TCGA-F7-A50J | Женский | 67 | Язык (не уточнен) | N |
55 | TCGA-UF-A7JS | Мужской | 59 | Язык (не уточнен) | N |
56 | TCGA-CV-A45P | Женский | 82 | Язык (не уточнен) | N |
57 | TCGA-CV-7103 | Мужской | 49 | Язык (не уточнен) | N |
58 | TCGA-CV-5979 | Мужской | 26 | Язык (не уточнен) | N |
59 | TCGA-CV-5970 | Мужской | 59 | Язык (не уточнен) | N |
60 | TCGA-CN-4737 | Мужской | 19 | Язык (не уточнен) | N |
61 | TCGA-BA-A6DB | Женский | 24 | Язык (не уточнен) | N |
62 | TCGA-CQ-7065 | Мужской | 40 | Язык (не уточнен) | N |
63 | TCGA-HD-8634 | Женский | 51 | Язык (не уточнен) | N |
64 | TCGA-CV-5976 | Мужской | 50 | Язык (не уточнен) | N |
65 | TCGA-CN-6017 | Мужской | 55 | Язык (не уточнен) | N |
66 | TCGA-CV-6933 | Мужской | 53 | Язык (не уточнен) | N |
67 | TCGA-CX-7085 | Женский | 77 | Язык (не уточнен) | N |
68 | TCGA-IQ-A61K | Женский | 70 | Язык (не уточнен) | N |
69 | TCGA-CN-6024 | Мужской | 66 | Язык (не уточнен) | N |
70 | TCGA-BB-7863 | Женский | 43 | Язык (не уточнен) | N |
71 | TCGA-CN-A498 | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
72 | TCGA-MT-A51X | Мужской | 30 | Язык (не уточнен) | N |
73 | TCGA-CV-7236 | Женский | 77 | Язык (не уточнен) | N |
74 | TCGA-CN-4725 | Мужской | 60 | Язык (не уточнен) | N |
75 | TCGA-CV-6954 | Мужской | 59 | Язык (не уточнен) | N |
76 | TCGA-CV-6961 | Мужской | 61 | Язык (не уточнен) | N |
77 | TCGA-CQ-5325 | Мужской | 65 | Язык (не уточнен) | N |
78 | TCGA-CV-6003 | Женский | 50 | Язык (не уточнен) | N |
79 | TCGA-WA-A7H4 | Мужской | 69 | Язык (не уточнен) | N |
80 | TCGA-D6-6825 | Мужской | 73 | Язык (не уточнен) | N |
81 | TCGA-CN-4742 | Женский | 48 | Язык (не уточнен) | N |
82 | TCGA-CR-7372 | Мужской | 45 | Язык (не уточнен) | N |
83 | TCGA-CN-6996 | Женский | 58 | Язык (не уточнен) | N |
84 | TCGA-QK-A652 | Мужской | 60 | Язык (не уточнен) | N |
85 | TCGA-BA-4077 | Женский | 45 | Язык (не уточнен) | N |
86 | TCGA-CV-6934 | Женский | 66 | Язык (не уточнен) | N |
87 | TCGA-CV-5977 | Мужской | 66 | Язык (не уточнен) | N |
88 | TCGA-CV-7255 | Женский | 32 | Язык (не уточнен) | N |
89 | TCGA-DQ-5625 | Женский | 52 | Язык (не уточнен) | N |
90 | TCGA-CN-5370 | Мужской | 78 | Язык (не уточнен) | N |
91 | TCGA-D6-A4Z9 | Мужской | 59 | Язык (не уточнен) | N |
92 | TCGA-IQ-A6SH | Мужской | 55 | Язык (не уточнен) | N |
93 | TCGA-BB-4224 | Мужской | 52 | Язык (не уточнен) | N |
94 | TCGA-CV-6441 | Мужской | 60 | Язык (не уточнен) | N |
95 | TCGA-CQ-5327 | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
96 | TCGA-CN-5367 | Женский | 60 | Язык (не уточнен) | N |
97 | TCGA-CQ-6218 | Женский | 52 | Язык (не уточнен) | N |
98 | TCGA-C9-A47Z | Женский | 72 | Язык (не уточнен) | N |
99 | TCGA-CR-7390 | Мужской | 67 | Язык (не уточнен) | N |
100 | TCGA-CV-A6JT | Мужской | 65 | Язык (не уточнен) | N |
101 | TCGA-CV-A465 | Мужской | 24 | Язык (не уточнен) | N |
102 | TCGA-BA-4075 | Мужской | 49 | Язык (не уточнен) | N |
103 | TCGA-4P-AA8J | Мужской | 66 | Язык (не уточнен) | N |
104 | TCGA-CV-7238 | Женский | 69 | Язык (не уточнен) | N |
105 | TCGA-F7-A61S | Мужской | 62 | Язык (не уточнен) | N |
106 | TCGA-CV-6952 | Женский | 65 | Язык (не уточнен) | N |
107 | TCGA-P3-A5QA | Мужской | 41 | Язык (не уточнен) | N |
108 | TCGA-IQ-A61L | Женский | 72 | Язык (не уточнен) | N |
109 | TCGA-CR-7391 | Женский | 36 | Язык (не уточнен) | N |
110 | TCGA-CV-A45T | Женский | 64 | Язык (не уточнен) | N |
111 | TCGA-CQ-6221 | Мужской | 79 | Язык (не уточнен) | N |
112 | TCGA-D6-8569 | Мужской | 52 | Язык (не уточнен) | N |
113 | TCGA-CV-6436 | Мужской | 62 | Язык (не уточнен) | N |
114 | TCGA-F7-A50G | Мужской | 66 | Язык (не уточнен) | N |
115 | TCGA-CV-A6JO | Мужской | 69 | Язык (не уточнен) | N |
116 | TCGA-CV-6956 | Мужской | 67 | Язык (не уточнен) | N |
117 | TCGA-D6-6515 | Женский | 82 | Язык (не уточнен) | N |
118 | TCGA-F7-A61W | Мужской | 51 | Язык (не уточнен) | N |
119 | TCGA-CV-5973 | Женский | 62 | Язык (не уточнен) | N |
120 | TCGA-IQ-A61H | Мужской | 76 | Язык (не уточнен) | N |
121 | TCGA-CV-6951 | Мужской | 57 | Язык (не уточнен) | N |
122 | TCGA-CV-A45R | Мужской | 46 | Язык (не уточнен) | N |
123 | TCGA-DQ-5630 | Мужской | 73 | Язык (не уточнен) | N |
124 | TCGA-HD-A6HZ | Женский | 79 | Язык (не уточнен) | N |
125 | TCGA-KU-A6H8 | Мужской | 41 | Язык (не уточнен) | N |
126 | TCGA-CQ-5330 | Женский | 69 | Язык (не уточнен) | N |
127 | TCGA-CQ-6229 | Мужской | 61 | Язык (не уточнен) | N |
128 | TCGA-CN-A642 | Мужской | 57 | Язык (не уточнен) | N |
129 | TCGA-CR-7397 | Мужской | 44 | Язык (не уточнен) | N |
130 | TCGA-BA-4074 | Мужской | 69 | Язык (не уточнен) | N |
131 | TCGA-CV-7104 | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
132 | TCGA-CQ-A4CH | Мужской | 58 | Язык (не уточнен) | N |
133 | TCGA-CV-A6JU | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
134 | TCGA-CR-6493 | Мужской | 69 | Язык (не уточнен) | N |
135 | TCGA-DQ-5624 | Женский | 43 | Язык (не уточнен) | N |
136 | TCGA-BA-A6DG | Мужской | 49 | Язык (не уточнен) | N |
137 | TCGA-HD-8635 | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
138 | TCGA-BA-6873 | Мужской | 28 | Язык (не уточнен) | N |
139 | TCGA-IQ-A6SG | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
140 | TCGA-CV-7446 | Мужской | 66 | Язык (не уточнен) | N |
141 | TCGA-BB-A6UO | Женский | 61 | Язык (не уточнен) | N |
142 | TCGA-CR-7394 | Мужской | 70 | Язык (не уточнен) | N |
143 | TCGA-CV-7180 | Мужской | 34 | Язык (не уточнен) | N |
144 | TCGA-IQ-A61E | Женский | 55 | Язык (не уточнен) | N |
145 | TCGA-CV-A6K0 | Мужской | 58 | Язык (не уточнен) | N |
146 | TCGA-CV-6433 | Мужской | 57 | Язык (не уточнен) | N |
147 | TCGA-CQ-7072 | Мужской | 51 | Язык (не уточнен) | N |
148 | TCGA-IQ-A61J | Мужской | 54 | Язык (не уточнен) | N |
149 | TCGA-DQ-7592 | Мужской | 57 | Язык (не уточнен) | N |
150 | TCGA-CQ-6224 | Мужской | 52 | Язык (не уточнен) | N |
151 | TCGA-CN-4733 | Мужской | 61 | Язык (не уточнен) | N |
152 | TCGA-CQ-A4CA | Мужской | ‘-- | Язык (не уточнен) | N |
153 | TCGA-D6-A4ZB | Мужской | 61 | Язык (не уточнен) | N |
154 | TCGA-CQ-A4CE | Женский | 76 | Язык (не уточнен) | N |
155 | TCGA-CQ-6222 | Мужской | 63 | Язык (не уточнен) | N |
156 | TCGA-CR-7401 | Мужской | 64 | Язык (не уточнен) | N |
157 | TCGA-CV-6939 | Мужской | 60 | Язык (не уточнен) | N |
158 | TCGA-C9-A480 | Женский | 45 | Язык (не уточнен) | N |
159 | TCGA-CV-6941 | Мужской | 51 | Язык (не уточнен) | N |
160 | TCGA-BA-7269 | Мужской | 61 | Язык (не уточнен) | N |
161 | TCGA-H7-A6C4 | Женский | 35 | Язык (не уточнен) | N |
162 | TCGA-CN-A640 | Женский | 40 | Язык (не уточнен) | N |
163 | TCGA-MT-A67A | Женский | 85 | Язык (не уточнен) | N |
164 | TCGA-CN-6019 | Мужской | 61 | Язык (не уточнен) | N |
165 | TCGA-CV-6959 | Мужской | 48 | Язык (не уточнен) | N |
166 | TCGA-CR-7382 | Мужской | 49 | Язык (не уточнен) | N |
167 | TCGA-CR-6488 | Женский | 68 | Язык (не уточнен) | N |
168 | TCGA-UP-A6WW | Мужской | 58 | Язык (не уточнен) | N |
169 | TCGA-CV-7243 | Мужской | 50 | Язык (не уточнен) | N |
170 | TCGA-D6-6823 | Мужской | 50 | Язык (не уточнен) | N |
171 | TCGA-CN-6016 | Мужской | 64 | Язык (не уточнен) | N |
Примечание. N — нет информации; «–» — ВПЧ отсутствует.
About the authors
Oleg I. Kit
National Medical Research Center for Oncology
Author for correspondence.
Email: rnioi@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-3061-6108
SPIN-code: 1728-0329
MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the RAS
Russian Federation, 63 bldg 12 Line 14, 344037, Rostov-on-DonMarina A. Engibaryan
National Medical Research Center for Oncology
Email: rnioi@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-7293-2358
SPIN-code: 1764-0276
MD, PhD
Russian Federation, 63 bldg 12 Line 14, 344037, Rostov-on-DonAstanda K. Gvaramiya
National Medical Research Center for Oncology
Email: rnioi@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-3546-6014
SPIN-code: 2700-3410
MD
Russian Federation, 63 bldg 12 Line 14, 344037, Rostov-on-DonVictoria L. Volkova
National Medical Research Center for Oncology
Email: rnioi@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8291-0750
SPIN-code: 8289-6300
MD, PhD
Russian Federation, 63 bldg 12 Line 14, 344037, Rostov-on-DonNatalia A. Chertova
National Medical Research Center for Oncology
Email: rnioi@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-9279-9408
SPIN-code: 7051-4574
MD, PhD
Russian Federation, 63 bldg 12 Line 14, 344037, Rostov-on-DonDenis S. Kutilin
National Medical Research Center for Oncology
Email: k.denees@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8942-3733
SPIN-code: 8382-4460
PhD (Biology), Leading Researcher
Russian Federation, 63 bldg 12 Line 14, 344037, Rostov-on-DonReferences
- Каприн А.Д, Старинский В.В., Шахзадова А.О Злокачественные новообразования в России в 2020 году (заболеваемость и смертность). — М.: МНИОИ им. П.А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2021. — 252 с. [Kaprin AD, Starinskiy VV, Shakhzadova AO. Malignant neoplasms in Russia in 2020 (morbidity and mortality). Moscow: MNII im. P.A. Herzen — branch of the Federal State Budgetary Institution “NMITs Radiology” of the Ministry of Health of Russia; 2021. (In Russ.)]
- Подвязников С.О., Чойнзонов Е.Л., Пустынский И.Н., и др. Диагностика и лечение рака гортаноглотки. Клинические рекомендации // Сибирский онкологический журнал. — 2014. — № 6. — С. 71–75. [Podvyaznikov SO, Choinzonov EL, Pustynsky IN, et al. Clinical recommendations. Siberian Journal of Oncology. 2014;6:71–75. (In Russ.)]
- Аксель Е.М. Статистика заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований в 2015 году // Аксель Е.М., Давыдов М.И. Злокачественные новообразования в России и странах СНГ в 2000 г. — М.: РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН, 2015. — С. 85–106. [Aksel EM. Statistics of morbidity and mortality from malignant neoplasms in 2015. Aksel EM, Davydov MI. Malignant neoplasms in Russia and CIS in 2000. Moscow: NN Blokhin Russian Cancer Research Center RAMS; 2015. Р. 85–106. (In Russ.)]
- Чойнзонов Е.Л., Старцева Ж.А., Мухамедов М.Р., и др. Локальная гипертермия в комбинированном лечении рака гортани и гортаноглотки // Сибирский онкологический журнал. — 2014. — № 5. — С. 5–9. [Choynzonov ЕL, Startseva ZА, Mukhamedov МR, et al. Local hyperthermia in combined modality treatment of laryngeal and laryngopharyngeal cancer. Siberian Journal of Oncology. 2014;5:5–9. (In Russ.)]
- Болотина Л. В., Владимирова Л. Ю., Деньгина Н.В., и др. Практические рекомендации по лечению злокачественных опухолей головы и шеи. Злокачественные опухоли // Практические рекомендации RUSSCO. — 2020. — Т. 10. — № 6. — С. 93–95. [Bolotina LV, Vladimirova LYu, Dengina NV, et al. Practical recommendations for the treatment of malignant tumors of the head and neck. Malignant tumors. RUSSCO Practice Guidelines. 2020;10(6):93–95. (In Russ.)]
- Мудунов А.М. Сравнительная оценка эффективности неоадъювантной химиотерапии в комплексном и комбинированном лечении плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта и ротоглотки: дис. ... канд. мед. наук. — М., 2002. [Mudunov AM. Comparative evaluation of the effectiveness of neoadjuvant chemotherapy in the complex and combined treatment of squamous cell carcinoma of the oral mucosa and oropharynx [dissertation]. Moscow; 2002. (In Russ.)] Available from: https://medical-diss.com/medicina/sravnitelnaya-otsenka-effektivnosti-neoadyuvantnoy-himioterapii-v-kompleksnom-i-kombinirovannom-lechenii-ploskokletochnog
- Цандекова М.Р., Порханова Н.В., Кит О.И., и др. Малоинвазивная молекулярная диагностика серозной аденокарциномы яичника высокой и низкой степени злокачественности // Онкогинекология. — 2021. — № 4. — С. 35–50. [Tsandekova MR, Porkhanova NV, Kit OI, et al. Minimally invasive molecular diagnostics of high and low grade serous ovarian adenocarcinoma. Oncogynecology. 2021;4:35–50. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.52313/22278710_2021_4_35
- Кутилин Д.С. Регуляция экспрессии генов раково-тестикулярных антигенов у больных колоректальным раком // Молекулярная биология. — 2020. — Т. 54. — № 4. — С. 580–595. [Kutilin DS. Regulation of Gene Expression of Cancer/Testis Antigens in Colorectal Cancer Patients. Mol Biol (Mosk). 2020;54(4):580–595. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.31857/S0026898420040096
- Димитриади Т.А., Бурцев Д.В., Дженкова Е.А., и др. Дифференциальная экспрессия микроРНК и их генов-мишеней при цервикальных интраэпителиальных неоплазиях разной степени тяжести // Успехи молекулярной онкологии. — 2020 — Т. 7. — № 2. — С. 47–61. [Dimitriadi TA, Burtsev DV, Dzhenkova EA, et al. Differential expression of microRNAs and their target genes in cervical intraepithelial neoplasias of varying severity. Advances in Molecular Oncology. 2020;7(2):47–61. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17650/2313-805X-2020-7-2-47-61
- Cheraghlou S, Torabi SJ, Husain ZA, et al. HPV status in unknown primary head and neck cancer: Prognosis and treatment outcomes. Laryngoscope. 2019;129(3):684–691. doi: https://doi.org/10.1002/lary.27475
- Andratschke M, Hagedorn H, Nerlich AG. HPV infection in oral, pharyngeal and laryngeal papillomas. HNO. 2015;63(11):768–772. doi: https://doi.org/10.1007/s00106-015-0079-5
- Sharma S, Javadekar SM, Pandey M, et al. Homology and enzymatic requirements of microhomology-dependent alternative end joining. Cell Death Dis. 2015;6(3):e1697. doi: https://doi.org/10.1038/cddis.2015.58
- Berlin A, Lalonde E, Sykes J, et al. NBN gain is predictive for adverse outcome following image-guided radiotherapy for localized prostate cancer. Oncotarget. 2014;5(22):11081–11090. doi: https://doi.org/10.18632/oncotarget.2404
- Yang MH, Chiang WC, Chou TY, et al. Increased NBS1 expression is a marker of aggressive head and neck cancer and overexpression of NBS1 contributes to transformation. Clin Cancer Res. 2006;12(2):507–515. doi: https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-05-1231
- Hsu DS, Chang SY, Liu CJ, et al. Identification of increased NBS1 expression as a prognostic marker of squamous cell carcinoma of the oral cavity. Cancer Sci. 2010;101(4):1029–1037. doi: https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2009.01471.x
- Gregg SQ, Robinson AR, Niedernhofer LJ. Physiological consequences of defects in ERCC1-XPF DNA repair endonuclease. DNA Repair (Amst). 2011:10(7):781–791. doi: https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2011.04.026
- Qiu J, Qian Y, Chen V, et al. Human exonuclease 1 functionally complements its yeast homologues in DNA recombination, RNA primer removal, and mutation avoidance. J Biol Chem. 1999;274(25):17893–17900. doi: https://doi.org/10.1074/jbc.274.25.17893
- Ellenberger T, Tomkinson AE. Eukaryotic DNA ligases: structural and functional insights. Ann Rev Biochem. 2008;77:313–338. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.biochem.77.061306.123941
- Кутилин Д.С., Кошелева Н.Г., Гусарева М.А., и др. Влияние транскрипционной активности генов, регулирующих репарацию ДНК, на эффективность лучевой терапии опухолей прямой кишки // Современные проблемы науки и образования. — 2019. — № 6. [Kutilin DS, Kosheleva NG, Gusareva MA, et al. Influence of transcriptional activity of genes regulating DNA repair on the effectiveness of radiation therapy for rectal tumors. Modern Problems of Science and Education. 2019;6. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17513/spno.29353
- Кутилин Д.С., Айрапетова Т.Г., Анистратов П.А., и др. Изменение относительной копийности генетических локусов во внеклеточной ДНК у пациентов с аденокарциномой легкого // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. — 2017. — № 3–2 (195–2). — С. 74–82. [Kutilin DS, Airapetova TG, Anistratov PA, et al. Changes in the relative copy number of genetic loci in extracellular DNA in patients with lung adenocarcinoma. News of Higher Educational Institutions. North Caucasian Region. Natural Sciences. 2017;3–2(195–2):74–82. (In Russ.)]
Supplementary files













