Як генетичні тести допомагають у діагностиці саркоми?

Саркоми представляють одну з найскладніших діагностичних задач у сучасній онкології через свою рідкість, гістологічну різноманітність і схожість між різними підтипами. Понад 80 різних типів сарком м’яких тканин та кісток вимагають точної диференціальної діагностики для оптимального лікування. Молекулярна діагностика революціонізувала підходи до класифікації та діагностики цих новоутворень, забезпечуючи точність на рівні, недосяжному для традиційної морфології.

Молекулярні основи саркомогенезу

Саркоми демонструють два основні типи геномних профілів: прості каріотипи зі специфічними хромосомними транслокаціями та складні каріотипи з численними хромосомними аберраціями. Цей дихотомічний розподіл має фундаментальне значення для розуміння біології саркоми та розробки діагностичних стратегій.

Транслокація-асоційовані саркоми, такі як синовіальна саркома (SS18-SSX), саркома Юїнга (EWSR1-FLI1) та альвеолярна рабдоміосаркома (FOXO1-FKHR), характеризуються патогномонічними генними злиттями. Ці злиття створюють химерні онкогенні транскрипційні фактори, які порушують нормальну клітинну диференціацію.

За словами провідного онколога клініки Спіженка: «Молекулярна діагностика саркоми перетворилася з допоміжного інструменту на обов’язковий компонент діагностичного процесу. Без генетичного аналізу ми не можемо гарантувати точність діагнозу.»

Складно-каріотипні саркоми, включаючи ліпосаркому, лейоміосаркому та недиференційовану плеоморфну саркому, демонструють численні хромосомні перебудови без специфічного домінуючого злиття. Натомість вони характеризуються порушеннями шляхів p53 (TP53, MDM2, MDM4) та Rb (RB1, CDKN2A/B, CDK4/6).

Таблиця ключових генетичних альтерацій у саркомах:

Тип саркоми	Частота мутацій TP53	Характерні генетичні зміни	Діагностична цінність
Остеосаркома	~80%	Інтрон 1 TP53 перебудови, MDM2 ампліфікація	Висока
Саркома Юїнга	~10%	EWSR1-FLI1, FUS-ERG злиття	Патогномонічна
Синовіальна саркома	~5%	SS18-SSX1/2/4 злиття	Патогномонічна
Лейоміосаркома	~50%	TP53 міссенс мутації	Помірна
Ліпосаркома	10-20%	MDM2 ампліфікація, TP53 мутації	Висока

Технології молекулярної діагностики

Сучасна діагностика саркоми використовує кілька взаємодоповнюючих технологічних платформ, кожна з яких має специфічні переваги та обмеження.

Флуоресцентна гібридизація in situ (FISH) залишається золотим стандартом для виявлення специфічних генних злиттів. FISH-аналіз використовує флуоресцентно мічені зонди, які гібридизуються з комплементарними послідовностями ДНК, дозволяючи візуалізувати хромосомні транслокації або генні ампліфікації. Перевагами FISH є можливість аналізу формалін-фіксованих парафін-залитих тканин та відносна простота інтерпретації.
Полімеразна ланцюгова реакція з зворотною транскрипцією (RT-PCR) забезпечує високу чутливість для виявлення специфічних транскриптів злиття. Ця технологія особливо ефективна для виявлення рекурентних точок розриву, але може пропустити альтернативні варіанти злиття.
Секвенування нового покоління (NGS) представляє найбільш комплексний підхід, здатний виявити як відомі, так і нові генні злиття, точкові мутації та структурні варіанти. Панельне секвенування або RNA-seq дозволяє ідентифікувати патогномонічні злиття навіть за наявності нових партнерів злиття.

Як зазначає молекулярний патолог клініки Спіженка Тетяна Мороз: «NGS кардинально змінило нашу здатність діагностувати рідкісні саркоми. Ми регулярно виявляємо нові варіанти злиттів, які допомагають точніше класифікувати пухлини.»

Діагностичне значення специфічних злиттів

Різні типи саркоми характеризуються унікальними молекулярними підписами, які мають як діагностичне, так і прогностичне значення.

Синовіальна саркома демонструє SS18-SSX злиття приблизно в 95% випадків. Варіанти SS18-SSX1 асоціюються з біфазичною гістологією та гіршим прогнозом, тоді як SS18-SSX2 частіше зустрічається в монофазичних варіантах. Цей молекулярний маркер є настільки специфічним, що його виявлення практично патогномонічне для синовіальної саркоми.
Саркома Юїнга характеризується родиною TET-генних злиттів, найчастіше EWSR1-FLI1 (85% випадків) та EWSR1-ERG (10% випадків). Рідкісні варіанти включають FUS-ERG та інші партнери. Ці злиття створюють аберантні транскрипційні фактори, які активують специфічну генну експресійну програму.
Альвеолярна рабдоміосаркома демонструє FOXO1 (PAX3-FOXO1 або PAX7-FOXO1) злиття в 80% випадків. PAX3-FOXO1 позитивні випадки асоціюються з гіршим прогнозом та більшою схильністю до метастазування.

Складні діагностичні випадки та диференціальна діагностика

Молекулярна діагностика особливо цінна в складних випадках, де морфологія неоднозначна або атипова. Приблизно 10,5% випадків саркоми потребують перегляду первинного діагнозу на основі молекулярних даних.

Найчастіші діагностичні виклики включають:

Розрізнення між різними підтипами веретеноклітинних сарком
Ідентифікація недиференційованих круглоклітинних пухлин
Класифікація атипових ліпоматозних пухлин
Диференціація між доброякісними та злоякісними мезенхімальними новоутвореннями

Дослідження показують, що інтеграція молекулярних даних може змінити діагноз у 8,9% випадків, первинно класифікованих як «саркома NOS» (не інакше специфікована).

Роль герміналних мутацій у саркомогенезі

Хоча більшість сарком є спорадичними, приблизно 10-15% асоціюються з спадковими синдромами схильності до раку. Герміналне тестування особливо важливе для пацієнтів з:

Множинними первинними неоплазмами
Раннім початком захворювання (<30 років)
Сімейною історією сарком або асоційованих раків
Синдромальними фенотипами

Синдром Лі-Фраумені (TP53 мутації) асоціюється з остеосаркомою, м’якотканинними саркомами та іншими новоутвореннями. Нейрофіброматоз типу 1 (NF1 мутації) схильний до розвитку злоякісних пухлин периферичного нервового апарату. Синдром Вернера (WRN мутації) та синдром Ротмунда-Томсона (RECQL4 мутації) також асоціюються з підвищеним ризиком сарком.

Майбутнє молекулярної діагностики

Впровадження повногеномного секвенування (WGS) у клінічну практику обіцяє революціонізувати діагностику саркоми. WGS здатне виявити складні структурні перебудови, хромотрипсис та інші геномні катастрофи, характерні для певних типів сарком.

Штучний інтелект та машинне навчання інтегруються для аналізу складних молекулярних даних та виявлення нових діагностичних паттернів. Ці технології можуть допомогти патологам інтерпретувати величезні обсяги геномної інформації.

Молекулярна діагностика фундаментально змінила підходи до діагностики саркоми, забезпечуючи безпрецедентну точність класифікації. Інтеграція різних технологічних платформ – FISH, RT-PCR та NGS – дозволяє всебічно охарактеризувати молекулярний профіль пухлини. Це не лише покращує діагностичну точність, але й відкриває нові можливості для персоналізованого лікування.

Майбутнє діагностики саркоми лежить у подальшій інтеграції молекулярних технологій з штучним інтелектом для створення більш точних та доступних діагностичних інструментів.