Определение химерных транскриптов и экспрессионных маркеров методом таргетного высокопроизводительного секвенирования при раке щитовидной железы

Введение. Определение химерных онкогенов имеет важное значение в дооперационной дифференциальной диагностике рака щитовидной железы, а также для назначения ингибиторов тирозинкиназ. Предполагается, что оценка 5’/3’ дисбаланса экспрессии, косвенно отражающая наличие перестроек и уровня экспрессии ряда генов, позволит расширить спектр маркеров и тем самым повысить чувствительность диагностики злокачественных новообразований щитовидной железы. Высокопроизводительное секвенирование РНК, позволяющее определять полный спектр перестроек в сочетании с экспрессионными маркерами, рассматривается в качестве перспективного подхода, активно внедряемого в клиническую практику.

Цель: оценить точность определения генных перестроек и экспрессионных маркеров методом таргетного высокопроизводительного секвенирования РНК при раке щитовидной железы.

Методы. Исследованы 64 образца рака щитовидной железы и 16 образцов доброкачественных образований щитовидной железы с цитологическим диагнозом Бетезда III-V. Наличие траснкриптов перестроек генов RET, ALK, NTRK1, NTRK3, PPARG, THADA, LTK, MET, BRAF, C15orf55, ERBB4, OFD1, ROS1, 5’/3’ дисбаланс экспрессии данных генов и уровень экспрессионных маркеров определяли методом высокопроизводительного секвенирования с использованием технологи AmpliSeq на собственной панели праймеров.

Результаты. Перестройки найдены в 12% образцов рака, список найденных перестроек включил CCDC6-RET, ETV6-NTRK3, TPM3- NTRK1, STRN-ALK, PAX8-PPARG. Доля образцов с выявленными перестройками соответствует ожидаемой по данным литературы. В образцах доброкачественных образований перестройки не выявлены. 5’/3’ дисбаланс в образцах рака был выражен для генов RET, NTRK1, NTRK3, MET и THADA, при этом отсутствовал в доброкачественных образованиях. Среди исследованных экспрессионных маркеров, гены KRT7, KRT20, CHGA, CITED1 имели выраженную гиперэкспрессию в отдельных образцах рака при отсутствии абберантной экспрессии в доброкачественных новообразованиях.

Заключение. Таргетное высокопроизводительное секвенирование РНК на основе технологии AmpliSeq с помощью разработанной панели праймеров позволяет определять химерные гены, 5’/3’ дисбаланс экспрессии генов и экспрессионные маркеры с высокой специфичностью относительно статуса злокачественности новообразования. Включение 5’/3’ дисбаланса экспрессии и экспрессионных маркеров в тестирование может повысить точность дифференциальной диагностики злокачественных новообразований.

1. Pellegriti G., Frasca F., Regalbuto C., et al. Worldwide increasing incidence of thyroid cancer: update on epidemiology and risk factors. J Cancer Epidemiol. 2013;2013:965212. doi: 10.1155/2013/965212.

2. Vigneri R., Malandrino P., Vigneri P. The changing epidemiology of thyroid cancer: why is incidence increasing? Curr Opin Oncol. 2015;27(1):1-7. doi: 10.1097/CCO.0000000000000148.

3. Cooper D.S., Doherty G.M., Haugen B.R., et al. American Thyroid Association (ATA) Guidelines Taskforce on Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Revised American Thyroid Association management guidelines for patients with thyroid nodules and differentiated thyroid cancer. Thyroid 2009;19:1167–214.

4. Pacini F., Castagna M.G., Brilli L., Pentheroudakis G., ESMO Guidelines Working Group. Thyroid cancer: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol 2012;23(Suppl.7):vii110–9.

5. Kebebew E., Greenspan F.S., Clark O.H., et al. Anaplastic thyroid carcinoma. Treatment outcome and prognostic factors. Cancer. 2005;103(7):1330-5.

6. Wendler J., Kroiss M., Gast K., et al. Clinical presentation, treatment and outcome of anaplastic thyroid carcinoma: results of a multicenter study in Germany. Eur J Endocrinol. 2016;175(6):521-529.

7. Bongiovanni M., Spitale A., Faquin W.C., et al. The Bethesda system for reporting thyroid cytopathology: A meta-analysis. Acta Cytol. 2012;56(4):333-339. doi:10.1159/000339959.

8. Panebianco F., Nikitski A.V., Nikiforova M.N., et al. Characterization of thyroid cancer driven by known and novel ALK fusions. Endocr Relat Cancer. 2019;26(11):803-814. doi:10.1530/ERC-190325.

9. Doebele R.C., Drilon A., Paz-Ares L., et al. Entrectinib in patients with advanced or metastatic NTRK fusion-positive solid tumours: integrated analysis of three phase 1-2 trials. Lancet Oncol 2020;21:271-282

10. National Comprehensive Cancer Network. Thyroid Carcinoma (Version 1.2023). http://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/bone.pdf.

11. Cancer Genome Atlas Research Network. Integrated genomic characterization of papillary thyroid carcinoma. Cell. 2014; 159(3):676690.

12. Zehir A., Benayed R., Shah R.H., et al. Mutational landscape of metastatic cancer revealed from prospective clinical sequencing of 10,000 patients. Nature Medicine. 2017; 23(6): 703–713.

13. Rivera M., Ricarte-Filho J., Knauf J., et al. Molecular genotyping of papillary thyroid carcinoma follicular variant according to its histological subtypes (encapsulated vs infiltrative) reveals distinct BRAF and RAS mutation patterns. Mod Pathol. 2010; 23(9):1191–200.

14. Armstrong M.J., Yang H., Yip L., Ohori N.P., et al. PAX8/PPARγ rearrangement in thyroid nodules predicts follicular-pattern carcinomas, in particular the encapsulated follicular variant of papillary carcinoma. Thyroid. 2014; 24:1369–74.

15. Nikiforova M.N., Biddinger P.W., Caudill C.M., et al. PAX8-PPARgamma rearrangement in thyroid tumors: RT-PCR and immunohistochemical analyses. Am J Surg Pathol. 2002; 26(8):1016-23.

16. Ohori N.P., Wolfe J., Hodak S.P., et al. “Colloid-rich” follicular neoplasm/suspicious for follicular neoplasm thyroid fine-needle aspiration specimens: cytologic, histologic, and molecular basis for considering an alternate view. Cancer Cytopathol. 2013; 121(12):718-28.

17. Landa I., Ibrahimpasic T., Boucai L., et al. Genomic and transcriptomic hallmarks of poorly differentiated and anaplastic thyroid cancers. J Clin Invest. 2016; 126(3):1052-66.

18. Michuda J., Park B.H., Cummings A.L., et al.. Use of clinical RNA-sequencing in the detection of actionable fusions compared to DNA-sequencing alone. Journal of Clinical Oncology 2022; 40:16(suppl): 3077.

19. Marchiò C., Scaltriti M., Ladanyi M., et al. ESMO recommendations on the standard methods to detect NTRK fusions in daily practice and clinical research. Ann Oncol. 2019;30(9):1417-1427. doi: 10.1093/annonc/mdz204.