Статья размещена в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Периваскулярные мастоциты и ангиогенез в опухолевом микроокружении синовиальной саркомы
1 Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова (Пироговский университет), Москва, Россия
2 Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова, Москва, Россия
3 Научный медицинский исследовательский центр эндокринологии имени И. И. Дедова, Москва, Россия
Для корреспонденции: Далгат Рамазанович Махачев
ул. Академика Волгина, д. 37, г. Москва, 117437, Россия; ur.liam@2002taglad
Вклад авторов: Д. В. Буланов — руководство исследованием, разработка концепции и дизайна работы, редактирование текста статьи; Д. Р. Махачев, М. А. Сунцов, Д. С. Губич — анализ и интерпретация данных, написание текста статьи, редактирование; Ю. Д. Филиппова, А. А. Крутилина, Р. М. Габибуллаев, А. В. Свояк, А. А. Иванникова — сбор клинических данных, редактирование.
Синовиальная саркома (СС) составляет 5–10% сарком мягких тканей и характеризуется агрессивным клиническим течением, высокой частотой метастазов и ограниченной эффективностью применения стандартной химио- и иммунотерапии. Это усиливает интерес к изучению опухолевого микроокружения (tumor microenvironment, TME), особенно клеток врожденного иммунитета и ангиогенеза, как потенциальных источников прогностических маркеров и терапевтических мишеней [1–3].
Мастоциты (тучные клетки) являются резидентными клетками врожденного иммунитета, содержащими гранулы с триптазой, химазой, гистамином, цитокинами и факторами роста. В опухолевой ткани они могут оказывать как проопухолевое действие, усиливая ангиогенез, ремоделирование матрикса и иммуносупрессию (через VEGF, триптазу, IL-8, TNFβ), так и антиопухолевое, выделяя TNFα, гранзим B, гепарин и медиаторы, способные индуцировать апоптоз опухолевых клеток или подавлять ангиогенез. Выделяют два основных фенотипа мастоцитов: MCT (только триптаза+) и MCTC (триптаза+/химаза+): их распределение и функциональная роль зависят от типа опухоли и микросреды [4–6].
Несмотря на то что увеличение числа триптаза+мастоцитов описано в различных солидных опухолях и нередко сопровождается повышением микрососудистой плотности (microvessel density, MVD), их роль в СС остается недостаточно изученной. Литературные данные противоречивы: с одной стороны, мастоциты рассматривают как источник проангиогенных факторов, с другой — приводятся сведения об их возможной антиопухолевой функции и связи с благоприятным прогнозом в отдельных нозологиях. При этом в большинстве работ отсутствует пространственная оценка, учитывающая локализацию мастоцитов относительно сосудов, хотя именно периваскулярная зона является ключевой для ангиогенеза и доставки опухоли питательных веществ [4–9].
Еще одной проблемой является методическая неоднородность: исследователи используют разные панели иммуногистохимических маркеров (триптаза, CD117), способы нормирования (на поле зрения или на 1 мм2), редко выделяют интра- и перитуморальные зоны и почти не оценивают периваскулярную плотность мастоцитов или степень их дегрануляции. Для СС отсутствуют стандартизированные критерии количественной и пространственной оценки мастоцитов во взаимосвязи с ангиогенезом (CD31/CD34, VEGF, MVD) и клинико-прогностическими данными [10].
С учетом выявленной роли мастоцитов как активных регуляторов сосудистой ниши и модуляторов ангиогенеза настоящее исследование было направлено на комплексную морфологическую характеристику этих клеток в ткани синовиальной саркомы. Особое внимание уделено их количественным и топографическим параметрам, включая периваскулярную плотность и степень дегрануляции, а также связи с ангиогенными показателями опухолевого микроокружения.
Цель исследования — оценить взаимосвязь количественных и пространственных характеристик мастоцитов с ангиогенезом в опухолевом микроокружении синовиальной саркомы и определить их прогностическую значимость.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для достижения поставленной цели проведено одноцентровое ретроспективное исследование, направленное на комплексную морфометрическую характеристику мастоцитов и ангиогенных показателей при синовиальной саркоме. Работа включала стандартизированную иммуногистохимическую оценку мастоцитов (триптаза+/ CD117+, плотность, периваскулярная локализация, индекс дегрануляции) и сосудистых параметров (CD31/CD34, микрососудистая плотность, VEGF-A, α-SMA), дополненную цифровой морфометрией с нормированием на площадь среза (мм2). Анализ проводили раздельно для интра- и перитуморальных зон с последующим сопоставлением клинико-морфологических характеристик и данных выживаемости пациентов.
В исследование включили 140 пациентов, наблюдавшихся в ФГАОУ ВО «РНИМУ имени Н. И. Пирогова». Критерий включения: наличие морфологически подтвержденной синовиальной саркомы (СС). Когорту составили 74 мужчины и 66 женщин; возраст — от 4 до 84 лет (медиана 18,5 года). Использовали архивные гистологические стекла и парафиновые блоки (FFPE). Включали случаи первичной диагностики или консультативного пересмотра при наличии достаточного объема опухолевой ткани и клинико-анамнестических данных (возраст, пол, локализация, размер, стадия, лечение). Критерии исключения: случаи с сомнительным диагнозом после пересмотра, случаи с критически недостаточным количеством ткани; повторные образцы биопсии одного очага.
Оценивали гистологический подтип (монофазная/ бифазная), наличие некроза, митотическую активность/ Ki-67, стадию и метастатический статус. Возрастную стратификацию проводили по двум схемам: ≤ 24 и ≥ 25 лет, а также < 18 и ≥ 18 лет, что отражает клиникоэпидемиологические особенности СС.
Иммуногистохимическое исследование выполняли на автоматическом стайнере Leica Bond-III с использованием RTU-антител Novocastra (Leica Biosystems, Великобритания) и детекции Bond Polymer Refine (DAB); докрашивание — гематоксилином Майера. Антигенная репривеликация — ER1 (pH 6,0) и/или ER2 (pH 9,0) согласно IFU. Панель включала триптазу и CD117 (мастоциты), CD31 и CD34 (микрососудистая плотность), α-SMA (перицитарное покрытие), VEGF-A (ангиогенная активность), CD3/CD8 (Т-клетки), CD68/CD163 (макрофаги). Дополнительно оценивали VEGFR2 (в эндотелии) и PDGFRα (в строме/периваскулярно); порог позитивности — ≥ 10% позитивных клеток; полуквантитативно применяли H-score (0–300).
Цифровую морфометрию выполняли на сканированных препаратах с нормированием на 1 мм2, раздельной оценкой интра- и перитуморальных зон. Периваскулярной считали полосу ≤ 50 мкм от CD31+/CD34+-сосудов; сосуды > 50 мкм при расчете MVD исключали. MVD определяли по методу Weidner в «горячих полях» площадью ~0,95 мм2 и глобально по WSI; дополнительно учитывали перицитарное покрытие по α-SMA.
Статистический анализ проводили в R 4.3.2. Нормальность — Shapiro–Wilk; сравнения — Mann–Whitney U/Kruskal–Wallis; корреляции — Спирмен. Для учета макрофагального компонента применяли частичную корреляцию Спирмена с контролем по CD163+ и множественную линейную регрессию для MVD. Множественные сравнения корректировали по FDR (Benjamini–Hochberg). Выживаемость (MFS/OS) — Kaplan– Meier и модели Кокса. Статистически значимым считали p < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Иммуногистохимическое и морфометрическое исследование выполняли во всех 140 наблюдениях. Иммунный инфильтрат синовиальной саркомы характеризовался типичным для «сдержанно-холодного» TME профилем: низкой плотностью CD3+/CD8+-T-лимфоцитов и выраженным преобладанием CD68+/CD163+-макрофагов, что согласуется с литературными данными по саркомам. Между монофазными и бифазными вариантами достоверных различий в микрососудистой плотности (MVD) не выявлено [11, 12].
Морфологический анализ CD31-позитивного сосудистого русла показал четкие зональные различия. В интратуморных участках формировалась плотная сеть тонкостенных капилляров с ветвящимися и петельными контурами, соответствующая «горячим» полям ангиогенеза. Эндотелий был равномерно позитивным по CD31, без признаков атипии, что отражает активный sprouting-ангиогенез. В перитуморальной строме сосудистая сеть выглядела более упорядоченной, с меньшей плотностью и ориентацией вдоль коллагеновых пучков. Вблизи инвазивного фронта наблюдалась мозаичная микрососудистая пролиферация с сочетанием мелких и средних сосудов, подтверждающая пространственную гетерогенность ангиогенеза. Эти особенности представлены на рис. 1А–В, а их количественные различия — на рис. 2, где медианная MVD в интратуморной зоне составила ~110 сосудов/мм2, а в перитуморальной — около 80–90 сосудов/мм2.
При окрашивании по CD34 отмечены аналогичные тенденции, но с ожидаемо более высокими значениями (интратуморная медиана ~127 сосудов/мм2, перитуморальная ~95 сосудов/мм2), что связано с более широкой маркировкой эндотелиальных профилей. Таким образом, CD31 предпочтительно отражает активные ангиогенные поля, тогда как CD34 фиксирует совокупность зрелых и незрелых сосудов.
Тучные клетки (ТК) визуализировались как CD117+ элементы преимущественно овальной формы с четкой мембранной и цитоплазматической позитивностью. Их распределение носило выраженный топографический характер: в периваскулярной полосе ≤ 50 мкм от CD31+/CD34+-сосудов плотность ТК была наибольшей, достигая медианы ~154 кл./мм2, тогда как в интратуморных участках — около 93 кл./мм2; перитуморальная зона занимала промежуточное положение (~144 кл./мм2). Пространственная концентрация ТК сопровождалась признаками частичной дегрануляции — экстрацеллюлярные гранулы определялись по периферии клеток, что указывает на функциональную активность. В интратуморной паренхиме ТК встречались преимущественно одиночно, без ориентации вдоль сосудов. Эти наблюдения иллюстрируют рис. 3А–Б, а количественное сравнение представлено на рис. 4.
Анализ ангиогенных маркеров показал умеренно высокую экспрессию VEGF-A (H-score ≈ 150 [100–220]) и частичное перицитарное покрытие сосудов по α-SMA (~25 %), что отражает преобладание морфологически незрелых сосудов. Экспрессия рецепторов VEGFR2 и PDGFRα отмечалась в 20% и 46–70% случаев соответственно, что подтверждает участие обеих сигнальных осей в регуляции ангиогенеза при синовиальной саркоме (рис. 5 А, Б).
Корреляционный анализ (рис. 6) подтвердил прочную связь между мастоцитарной активностью и ангиогенезом: периваскулярная плотность ТК положительно коррелировала с MVD в зонах hot-spot (rₛ = 0,70) и при глобальной оценке (rₛ = 0,62), а также с VEGF-A (rₛ = 0,40); индекс дегрануляции — с MVD (rₛ = 0,55). Эти зависимости сохранялись после поправки на CD163+-макрофаги, что подтверждает самостоятельный вклад мастоцитов в ангиогенез. Обратная корреляция MVD с перицитарным покрытием α-SMA (rₛ = –0,35) указывает на доминирование незрелых сосудов в зонах мастоцитарной активности.
Возрастной анализ (≤ 24 и ≥ 25 лет; < 18 и ≥ 18 лет) не выявил статистически значимых различий по MVD, VEGF-A и плотности ТК (p > 0,05), что исключает возраст как модифицирующий фактор ангиогенного профиля.
В подгруппе с данными по выживаемости повышенные показатели MVD и периваскулярных ТК ассоциировались с менее благоприятными исходами, тогда как высокая плотность CD8+-Т-лимфоцитов — с лучшей MFS/OS.
На основе совокупности этих параметров разработан интегральный Mast–Angio Score, включающий периваскулярную плотность ТК, MVD, VEGF-A и индекс дегрануляции. Внутренняя валидация показала улучшение c-index и показателей NRI/IDI по сравнению с традиционными клинико-морфологическими моделями, что подтверждает прогностическую значимость мастоцитарно-ангиогенных метрик при синовиальной саркоме [13–15].
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Полученные морфологические и количественные данные подтверждают активный ангиогенез и тесное сосудисто-иммунное взаимодействие в микроокружении синовиальной саркомы. Повышенная интратуморная микрососудистая плотность (MVD) по CD31 и CD34 отражает преобладание sprouting-ангиогенеза в паренхиме опухоли, тогда как перитуморальная строма характеризуется более низкой и структурированной сосудистой сетью. Разница между маркерами объясняется различиями в их специфичности: CD31 преимущественно выявляет функционирующий эндотелий, в то время как CD34 дополнительно маркирует незрелые эндотелиальные структуры. Поэтому CD31 целесообразно использовать как базовый маркер для межзональных сравнений, а CD34 — как чувствительный показатель расширенного спектра сосудистых структур.
Ключевым наблюдением является выраженная периваскулярная аккумуляция CD117+-тучных клеток в полосе ≤ 50 мкм от микрососудов при сравнительно меньшей их плотности в интратуморной паренхиме. Данный паттерн согласуется с известной способностью тучных клеток синтезировать медиаторы ангиогенеза — триптазу, гистамин, VEGF-A, FGF-2, протеазы и хемокины, участвующие в ремоделировании внеклеточного матрикса и повышении сосудистой проницаемости. Такое пространственное сближение ТК с микрососудами создает условия для паракринного воздействия на эндотелий и перициты, усиливая рост и стабилизацию новообразованных сосудов. Аналогичные механизмы описаны при саркоме Юинга и остеосаркоме, где плотность тучных клеток положительно коррелирует с MVD и экспрессией VEGF.
Наблюдаемые корреляции между периваскулярной плотностью ТК, MVD и уровнем VEGF-A подтверждают участие мастоцитов в регуляции ангиогенеза. Обратная связь между MVD и перицитарным покрытием α-SMA отражает преобладание морфологически незрелых сосудов в зонах активного ангиогенеза. Независимость этих ассоциаций от плотности CD163+ макрофагов подчеркивает автономный вклад тучных клеток в ангиогенные процессы.
Полученные результаты согласуются с современными представлениями о пространственной организации клеточных экосистем сарком, где ангиогенные и иммунные ниши формируют взаимосвязанные микросреды, влияющие на прогноз заболевания [16]. Наши данные уточняют один из аспектов этой модели — роль мастоцитов как активных элементов сосудистой ниши. Описанная периваскулярная концентрация ТК и их дегрануляция подтверждают выводы о тканевой гетерогенности мастоцитов и их участии в рекрутировании других клеток врожденного иммунитета [17].
Клиническое значение выявленного паттерна заключается в том, что высокая MVD в сочетании с периваскулярной аккумуляцией ТК формирует ангиогенный фенотип опухолевого микроокружения, связанный с неблагоприятным течением. Подобные сосудистоиммунные профили считаются потенциальной мишенью комбинированных стратегий лечения, объединяющих антиангиогенные препараты с иммунотерапией [18]. Это согласуется с концепцией, согласно которой мастоциты можно рассматривать как перспективную точку приложения для модуляции противоопухолевого иммунного ответа, а также с данными, указывающими на возможность терапевтического воздействия на мастоциты при сочетанном применении ингибиторов контрольных точек [19, 20].
Таким образом, наши результаты расширяют существующие представления о сосудистоиммунных взаимодействиях при синовиальной саркоме, подчеркивая ключевую роль периваскулярных мастоцитов в формировании ангиогенного фенотипа опухолевого микроокружения и возможный терапевтический потенциал их модуляции.
ВЫВОДЫ
Периваскулярные мастоциты при синовиальной саркоме формируют воспроизводимый топографический паттерн с наибольшей плотностью в зоне ≤ 50 мкм от CD31+/CD34+микрососудов и более высокой степенью дегрануляции по сравнению с паренхимой. Их накопление сопряжено с ангиогенным фенотипом TME: выявлена положительная связь с MVD (как в hot-spots, так и при глобальной оценке) и экспрессией VEGF-A при одновременной отрицательной ассоциации с перицитарным покрытием по α-SMA, что указывает на преобладание морфологически незрелых сосудов. Эти зависимости сохраняются после учета CD163+-макрофагов, подтверждая самостоятельный вклад мастоцитов в сосудистую нишу. Возрастная стратификация не показала клинически значимого влияния на мастоцитарно-ангиогенные метрики. В подгруппе с данными выживаемости более высокая MVD и периваскулярная плотность мастоцитов ассоциировались с худшими исходами, тогда как выраженный CD8+-инфильтрат — с лучшими. Предложенный интегральный индекс Mast-Angio Score, объединяющий периваскулярную плотность и дегрануляцию мастоцитов, MVD и VEGF-A, повысил дискриминационную способность прогностической модели (рост c-index, улучшение NRI/IDI) относительно стандартных клиникоморфологических признаков. Стандартизированная ИГХоценка этих показателей на архивных стеклопрепаратах и FFPE-блоках технологически выполнима и может быть интегрирована в синоптический отчет как дополнительный слой стратификации риска. Полученные результаты создают обоснование для клинических исследований комбинированных подходов — антиангиогенной терапии в сочетании с модуляцией эффекторных функций мастоцитов и/или иммунотерапией — в тщательно отобранных подгруппах пациентов с ангиогенно активным профилем.