Russian Journal of BiotherapyRussian Journal of BiotherapyРоссийский биотерапевтический журнал1726-97841726-9792Publishing House ABV Press132810.17650/1726-9784-2022-21-2-56-66ORIGINAL REPORTSОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИHLA-monomorphic determinants of the primary tumor in breast cancer patientsHLA-мономорфные детерминанты первичной опухоли у больных раком молочной железыhttps://orcid.org/0000-0003-4412-5019ChulkovaS. V.ЧулковаС. В.
Russian Federation

Svetlana Vasilievna Chulkova

24 Kashirskoe Shosse, 115478 Moscow1a Ostrovityanova St., 117997 Moscow

Светлана Васильевна Чулкова

115478 Москва, Каширское шоссе, 24117997 Москва, ул. Островитянова, 1а

chulkova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1456-1904SholokhovaE. N.ШолоховаЕ. Н.
Russian Federation

Elena N. Sholokhova

24 Kashirskoe Shosse, 115478 Moscow

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-0995-1801PoddubnayaI. V.ПоддубнаяИ. В.
Russian Federation

Irina V. Poddubnaya

Bld. 1, 2 / 1 Barrikadnaya St., 125993 Moscow

125993 Москва, ул. Баррикадная, 2 / 1, стр. 1

https://orcid.org/0000-0002-0493-1166StylidiI. S.СтилидиИ. С.
Russian Federation

Ivan S. Stylidi

24 Kashirskoe Shosse, 115478 Moscow1a Ostrovityanova St., 117997 Moscow

115478 Москва, Каширское шоссе, 24117997 Москва, ул. Островитянова, 1а

https://orcid.org/0000-0003-3966-128XTupitsynN. N.ТупицынН. Н.
Russian Federation

Nikolay N. Tupitsyn

24 Kashirskoe Shosse, 115478 Moscow

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава РоссииN.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of RussiaФГAOУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова» Минздрава РоссииRussian Medical Academy of Continuing Professional Education, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России2607202221256662607202226072022https://bioterapevt.abvpress.ru/jour/article/view/1328

Background. Molecules of the major histocompatibility complex in cancer are currently being widely studied, and their clinical significance is still the subject of controversy. It is reported that they might have an important predictive value in the effectiveness of immunotherapy. The study of the expression HLA molecules status in breast cancer provides a deeper understanding of the biological properties of the tumor, in particular to identify the features of its immunological phenotype, which may further influence on breast cancer therapy.

Aim. To evaluate the frequency of HLA-immunophenotypes in breast cancer and their relationship with the clinical and morphological features of the primary tumor.

Materials and methods. This study included 82 patients with breast cancer who received treatment at the N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia. Immunophenotyping of the primary tumor was performed by immunofluorescence on cryostat sections. The reaction was evaluated using a ZEISS Axioscope 5 luminescent microscope (Zeiss AG, Germany). The study was dominated by patients with stage IIB 54 %, stage IIA was detected in 5 % of cases, IIIA – in 12 % of cases, IIIB – in 21 % of cases, IIIC – 8 %. Infiltrative ductal breast cancer was diagnosed in 67 % of patients (n = 55), infiltrative-lobular – in 22 % of cases (n = 18), other types – in 11 % (n = 9). The frequency of immunophenotypes was studied depending on the clinical and morphological characteristics of breast cancer.

Results. It was found that in the group as a whole, the HLA-binegative immunophenotype of breast cancer was predominant. It dominated at stage T4 compared to the HLA-I+/HLA-DR+ phenotype (100 and 0 %), p = 0.042. At the same time, it should be noted that in T4 primary tumor the HLA-I+/HLA-DR– immunophenotype was also observed. The relationship this immunophenotype was noted with the stage: frequency at stage IIIA was higher than the HLA-I+/HLA-DR+ phenotype, 60 and 40 %, p = 0.01. Both HLA-DR-negative immunophenotypes were characterized by a high incidence of lymph node involvement and the absence of estrogen receptor expression. 80 % of receptor-negative tumors were noted in HLA-binegative immunophenotype compared to phenotype HLA-I+/HLA-DR+, p = 0.022; the similar data were obtained for the HLA-I+/HLA-DR– immunophenotype (p = 0.037).

Conclusion. HLA immunophenotypes analysis of breast cancer revealed the HLA-binegative immunophenotype of breast cancer was predominant. The second most common immunophenotype was the absence of expression of HLA-DR molecules. The association of HLA-immunophenotypes with the stage of the tumor process, the size of the primary tumor, and the expression status of estrogen receptors was revealed.

Введение. Молекулы главного комплекса гистосовместимости изучаются при раке длительное время, но их клиническая значимость до сих пор вызывает полемику. Сообщается, что они могут иметь важное предиктивное значение в эффективности иммунотерапии. В этом контексте интерес представляет изучение HLA-иммунофенотипов опухоли, поскольку дополнительно раскрывает иммунобиологические особенности рака, что в дальнейшем может повлиять на подходы в лекарственной терапии рака молочной железы.

Цель исследования – оценить частоту HLA-иммунофенотипов рака молочной железы и их взаимосвязь с клинико-морфологическими признаками первичной опухоли.

Материалы и методы. В исследование включены 82 больные раком молочной железы, получавшие лечение в фГБУ «НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России. Иммунофенотипирование первичной опухоли выполнено иммуногистохимическим методом (иммунофлуоресцентного окрашивания) на криостатных срезах. Оценка реакции проводилась с помощью люминесцентного микроскопа ZEISS Axioscope 5 (Zeiss AG, Германия). В исследовании преобладали больные с IIB стадией – 54 %, IIА стадия выявлена в 5 % случаев, IIIA – в 12 % случаев, IIIB – в 21 %, IIIС – в 8 %. Инфильтративно-протоковый рак молочной железы диагностирован у 67 % больных (n = 55), инфильтративно-дольковый – в 22 % случаев (n = 18), другие виды составили 11,0 % (n = 9). Изучена частота иммунофенотипов в зависимости от клинических и морфологических характеристик рака молочной железы.

Результаты. При раке молочной железы HLA-бинегативный иммунофенотип (отсутствие экспрессии обеих детерминант HLA I, II) являлся преобладающим. Высокая частота данного фенотипа наблюдалась при стадии Т4 в сравнении с HLA-I+/HLA-DR+-фенотипом – 100 и 0 % соответственно (р = 0,042). При размерах первичной опухоли, соответствующих стадии Т4, также наблюдался иммунофенотип HLA-I+/HLA-DR–. Отмечено, что частота встречаемости этого иммунофенотипа при IIIA стадии была выше в сравнении с HLA-I+/HLA-DR+-фенотипом – 60 и 40 % (р = 0,01). При опухолях, имеющих HLA-DR-негативный иммунофенотип, чаще наблюдались поражения лимфатических узлов, отсутствие экспрессии рецепторов к эстрогену. Опухоли с HLA-бинегативным иммунофенотипом в сравнении с группой опухолей с HLA-I+/HLA-DR+-фенотипом в 80 % наблюдений были рецептор-отрицательными (р = 0,022); аналогичные данные получены для HLA-I+/HLA-DR–-иммунофенотипа (р = 0,037).

Заключение. По результатам анализа HLA-иммунофенотипов рака молочной железы HLA-бинегативный иммунофенотип оказался преобладающим. Вторым по частоте являлся иммунофенотип с отсутствием экспрессии молекул HLA-DR. Выявлена связь HLA-иммунофенотипов со стадией опухолевого процесса, размером первичной опухоли, статусом экспрессии рецепторов к эстрогену.

HLA-IHLA-DRimmunophenotypebreast cancerimmunofluorescenceHLA-IHLA-DRиммунофенотипрак молочной железыиммунофлуоресценциякриостатные срезыGlobal cancer statistics. IARC, 2020. Available at: https://gco.iarc.fr/today/data/factsheets/cancers/20-Breast-fact-sheet.pdfSung H., Ferlay J., Siegel R.L. et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2021;71(3):209–49. DOI: 10.3322/caac.21660McCormack V., McKenzie F., Foerster M. et al. Breast cancer survival and survival gap apportionment in sub-Saharan Africa (ABC-DO): a prospective cohort study. Lancet Glob Health 2020;8(9):e1203–12. DOI: 10.1016/S2214-109X(20)30261-8Sabbatino F., Liguori L., Polcaro G. et al. Role of human leukocyte antigen system as a predictive biomarker for check-point-based immunotherapy in cancer patients. Int J Mol Sci 2020;21(19):7295. DOI: 10.3390/ijms21197295Shukla A., Cloutier M., Santharam A.M. et al. The MHC class-I transactivator NLRC5: implications to cancer immunology and potential applications to cancer immunotherapy. Int J Mol Sci 2021;22(4):1964. DOI: 10.3390/ijms22041964Trowsdale J., Knight J.C. Major histocompatibility complex genomics and human disease. Annu Rev Genom Hum Genet 2013;14:301–23. DOI: 10.1146/annurev-genom-091212-153455Blum J.S., Wearsch P.A., Cresswell P. Pathways of antigen processing. Annu Rev Immunol 2013;31:443–73. DOI: 10.1146/annurev-immunol-032712-095910Cabrera T., Maleno I., Collado A. et al. Analysis of HLA class I alterations in tumors: сhoosing a strategy based on known patterns of underlying molecular mechanisms. Tissue Antigens 2007;69(Suppl S1):264–8. DOI: 10.1111/j.1399-0039.2006.00777.xCai L., Michelakos T., Yamada T. et al. Defective HLA class I antigen processing machinery in cancer. Cancer Immunol Immunother 2018;67(6):999–1009. DOI: 10.1007/s00262-018-2131-2Garrido F., Algarra I. MHC antigens and tumor escape from immune surveillance. Adv Cancer Res 2001;83:117–58. DOI: 10.1016/s0065-230x(01)83005-0Pedersen M.H., Hood B.L., Beck H.C. et al. Downregulation of antigen presentation-associated pathway proteins is linked to poor outcome in triple-negative breast cancer patient tumors. Oncoimmunology 2017;6(5):e1305531. DOI: 10.1080/2162402X.2017.1305531Sinn B.V., Weber K.E., Schmitt W.D. et al. Human leucocyte antigen class I in hormone receptor-positive, HER2-negative breast cancer: association with response and survival after neoadjuvant chemotherapy. Breast Cancer Res 2019;21(1):142. DOI: 10.1186/s13058-019-1231-zWebb E.S., Liu P., Baleeiro R. et al. Immune checkpoint inhibitors in cancer therapy. J Biomed Res 2018;32(5):317–26. DOI: 10.7555/JBR.31.20160168Kametani Y., Ohno Y., Ohshima S. et al. Humanized mice as an effective evaluation system for peptide vaccines and immune checkpoint inhibitors. Int J Mol Sci 2019;20(24):6337. DOI: 10.3390/ijms20246337Ashizawa T., Iizuka A., Nonomura C. et al. Antitumor effect of programmed death-1 (PD-1) blockade in humanized the NOG-MHC double knockout mouse. Clin Cancer Res 2017;23(1):149–58. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-16-0122Gettinger S., Choi J., Hastings K. et al. Impaired HLA class I antigen processing and presentation as a mechanism of acquired resistance to immune checkpoint inhibitors in lung cancer. Cancer Discov 2017;7(12):1420–35. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-17-0593Rodig S.J., Gusenleitner D., Jackson D.G. et al. MHC proteins confer differential sensitivity to CTLA-4 and PD-1 blockade in untreated metastatic melanoma. Sci Transl Med 2018;10(450):eaar3342. DOI: 10.1126/scitranslmed.aar3342Yengay D.A., Poddubnaya I.V., Tupitsyn N.N., Mechetner E.B. Clinical and immunological significance of MDR1/PGP 170 in breast cancer. Opukholi zhenskoy reproduktivnoy sistemy = Tumors of female reproductive system 2008;3:41–3. (In Russ.).Енгай Д.А., Поддубная И.В., Тупицын Н.Н., Мечетнер Е.Б. Клинико-иммунологическое значение экспрессии MDR1/ PGP 170 при раке молочной железы. Опухоли репродуктивной системы 2008;3:41–3.Artamonova E.V. The role of tumor cell immunophenotyping in the diagnosis and prognosis of breast cancer. Immunologiya gemopoeza = Immunology of hematopoiesis 2009;6(1):8–52. (In Russ.).Артамонова Е.В. Роль иммунофенотипирования опухолевых клеток в диагностике и прогнозе рака молочной железы. Иммунология гемопоэза 2009;6(1):8–52.Subbotina A.V., Letyagin V.P., Tupitsyn N.N. et al. The role of breast cancer immunophenotyping in the process of neoadjuvant chemotherapy. Immunologiya gemopoeza = Immunology of hematopoiesis 2009;6(1):52–79. (In Russ.).Субботина А.В., Летягин В.П., Тупицын Н.Н. и др. Роль иммунофенотипирования рака молочной железы в процессе неоадъювантной химиотерапии. Иммунология гемопоэза 2009;6(1):52–79.Burov D.A., Beznos O.A., Vorotnikov I.K. et al. Clinical significance of histocompatibility molecules expression in breast cancer cells. Immunologiya gemopoeza = Immunology of hematopoiesis 2016;14(2):33–53. (In Russ.).Буров Д.А., Безнос О.А., Воротников И.К. и др. Клиническое значение экспрессии молекул гистосовместимости на клетках рака молочной железы. Иммунология гемопоэза 2016;14(2):33–53.Ryabchikov D.A., Beznos O.A., Dudina I.A. et al. Disseminated tumor cells in patients with luminal breast cancer. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2018;17(1):53–7. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2018-17-1-53-57Рябчиков Д.А., Безнос О.А., Дудина И.А. и др. Диссеминированные опухолевые клетки у пациентов с люминальным раком молочной железы. Российский биотерапевтический журнал 2018;17(1):53–7. DOI: 10.17650/1726-9784-2018-17-1-53-57Cardoso F., Spence D., Mertzet S. et al. Global analysis of advanced/metastatic breast cancer: decade report (2005–2015). Breast 2018;39:131–8. DOI: 10.1016/j.breast.2018.03.002Park I.A., Hwang S.-H., Song I.H. et al. Expression of the MHC class II in triple-negative breast cancer is associated with tumor-infiltrating lymphocytes and interferon signaling. PLoS One 2017;12(8):e0182786. DOI: 10.1371/journal.pone.0182786Axelrod M.L., Cook R.S., Johnson D.B., Balko J.M. Biological consequences of MHC-II expression by tumor cells in cancer. Clin Cancer Res 2019;25(8):2392–402. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-18-3200