PLoS ONE: cellelinie afledt 5-FU og irinotecan Drug-Sensitivity profiler evalueret i adjuvant Colon Cancer Trial Data

Abstrakt

Formål

Denne undersøgelse vurderer, om gen signaturer til kemosensitivitet for irinotecan og 5-fluorouracil (5-FU) afledt af in vitro dyrket cancer cellelinjer kan forudsige klinisk følsomhed over for disse lægemidler.

Metoder

for at teste, om en irinotecan underskrift og en SN-38 signatur kunne identificere patienter, som havde gavn af tilsætning af irinotecan til 5-FU, vi brugte genekspressionsprofiler baseret på cellelinier og klinisk tumor materiale. Disse profiler blev anvendt på udtryk data fra forbehandling formalin fast paraffin indstøbt (FFPE) tumorvæv fra 636 patienter stadium III tyktarmskræft indskrevet i PETACC-3 prospektivt, randomiseret klinisk forsøg. En 5-FU profil udviklet på samme måde blev vurderet ved at sammenligne PETACC-3 kohorte med en kohorte af 359 stadie II tyktarmskræft patienter, som gennemgik operation, men ikke fik adjuverende behandling.

Resultater

Der var ingen statistisk signifikant sammenhæng mellem irinotecan eller SN-38 profiler og drage fordel af irinotecan. Den 5-FU følsomhed profil viste en statistisk signifikant sammenhæng med tilbagefald overlevelse (RFS) (hazard ratio (HR) = 0,54 (0,41-0,71), s 1e-05) og samlet overlevelse (HR = 0,47 (0,34-0,63) , p 1e-06) i PETACC-3 delpopulation. Virkningen af ​​5-FU profil forblev signifikant i en multivariabel Cox proportional hazard model, justeret for flere relevante klinisk-patologiske parametre. Der blev ikke observeret signifikant effekt af 5-FU-profil i den ubehandlede kohorte af 359 patienter (tilbagefald overlevelse, p = 0,671).

Konklusion

irinotecan prædiktor havde nogen prædiktiv værdi. Den 5-FU prædiktor var prognostisk i fase III-patienter i PETACC-3, men ikke i stadie II patienter uden adjuverende behandling. Dette tyder på en potentiel prædiktiv evne til 5-FU følsomhed profil til at identificere patienter med tyktarmskræft, der kan have gavn af 5-FU, men enhver biomarkør forudsige fordel for adjuverende 5-FU skal strengt evalueret i uafhængige kohorter. Givet forskelle mellem de to studier kohorter, bør de foreliggende resultater yderligere valideres

Henvisning:. Buhl IK, Gerster S, Delorenzi M, Jensen T, Jensen PB, Bosman F, et al. (2016) cellelinie afledt 5-FU og irinotecan Drug-Følsomhed profiler evalueret i adjuvant Colon Cancer Trial data. PLoS ONE 11 (5): e0155123. doi: 10,1371 /journal.pone.0155123

Redaktør: Ajay Goel, Baylor University Medical Center, UNITED STATES

Modtaget: 16. december 2015; Accepteret dateret 25. april 2016 Udgivet: 12. maj 2016

Copyright: © 2016 Buhl et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed:. Alle matrix data og nogle kliniske data er tilgængelige fra ArrayExpress (tiltrædelse nummer E-mtab-990)

Finansiering:. arbejdet blev delvist støttet af tilskud SNF 320030_135421 af den schweiziske National Science Foundation. Den danske Kræftens Bekæmpelse forudsat et stipendium til Ida K. Buhl og økonomisk støtte til projektet tilskud 31176.

Konkurrerende interesser: 5-FU-profil er beskyttet med US patent nr 8.445.198. Forfattere IKB, TJ, PBJ, NB, AH og SK er alle økonomisk forbundet med medicinsk Prognose Institute. Forfatter MD har lager eller andet ejerskab i Roche. Forfattere SG, FB, ST, AR har intet at afsløre. Dette ændrer ikke forfatternes overholdelse PLoS ONE politikker på datadeling og materialer.

Introduktion

antimetabolit 5-fluorouracil (5-FU) er rygraden i systemisk behandling af primær og metastatisk kolorektal cancer (CRC), med yderligere aktivitet i en lang række solide tumorer, herunder andre gastrointestinale maligniteter, brystcancer, hoved- og halscancer og ovariecarcinomer [1]. 5-FU behandling resulterer i en overlevelse fordel i adjuverende af CRC [2] og er oftest kombineret med oxaliplatin [3]. Ved behandling af metastatisk CRC, er 5-FU i øjeblikket kombineret med enten topoisomerase-1 hæmmer irinotecan som FOLFIRI regime eller med oxaliplatin som FOLFOX regime [4; 5].

Konkurrerende variabler på både tumor celle niveau og patient niveau kan sikre eller ødelægge effekt af 5-FU [6] og /eller irinotecan [7] og med mange patienter ikke at opnå fordelen, men kun de bivirkninger af en sådan behandling, der er et uopfyldt behov for prædiktive biomarkører [8] . Forskning i prædiktorer for 5-FU svar har hovedsageligt fokuseret på thymidylat-synthase (TS) som et mål for 5-FU og niveauer af enzymet dihydropyrimidindehydrogenase (DPD), som metaboliserer 5-FU i leveren [9-11]. Samlet set modstridende resultater foreninger med behandlingseffekt kompromittere nytten af ​​TS og DPD som prædiktorer for 5-FU [12; 13]. Ligeledes trods mange forsøg, er der ikke irinotecan prædiktive biomarkører nået et niveau af beviser giver mulighed for rutinemæssig klinisk brug [14].

Vi nærmede problemet med at forudsige 5-FU eller irinotecan udbytte baseret på genekspression data ved at sammenligne associationer mellem genekspression profiler og effektiviteten af ​​de lægemidler pågældende i National Cancer Institute US cellelinje repository NCI60 [15]. Vis alle modeller af følsomhed for disse lægemidler blev udviklet forud for den foreliggende undersøgelse af Medical Prognose Institute (MPI), Danmark [16]. Et andet trin omfattede filtrering de identificerede genekspressionsprofiler mod mRNA-ekspression fra en samling af 3200 humane tumorer. Kun gener bliver udtrykkes forskelligt i den kliniske tumor materiale blev tilbageholdt i modellerne. En analogt konstrueret forudsigelse metode er for nylig blevet eksternt valideret af biostatistikere fra MD Anderson for methotrexat i akut lymfatisk leukæmi, for ABVD (doxorubicin, bleomycin, vinblastin, dacarbazin) i Hodgkins lymfom og for epirubicin i brystkræft i tre separate forhånd fastsat kliniske datasæt [17]. Lignende modeller blev for nylig afprøvet for fulvestrant ved brystcancer [18] og R-CHOP (rituximab, cyclophosphamid, doxorubuicin, vincristin, prednison) i diffust storcellet B-celle lymfom (DLBCL) [19].

I nærværende undersøgelse vurderede vi en 5-FU og en irinotecan MPI følsomhed prædiktor. Vi brugte genekspression og data kliniske patientdata fra PETACC-3 tyktarmskræft (CC) patient delpopulation [20], og fra en population af stadie II CC patienter, der havde gennemgået kirurgi, men ikke fik adjuverende behandling [21] profileret på samme microarray platform . I PETACC-3 prospektivt, randomiseret klinisk forsøg, det primære mål var at undersøge, om tilsætning af adjuvans irinotecan på adjuverende 5-FU + leucovorin (LV5FU) ville forbedre tilbagefald overlevelse (RFS). Undersøgelsen konkluderede, at tilføje irinotecan til LV5FU ikke signifikant bedre overlevelse, men de observerede en statistisk ikke-signifikant tendens til fordel for behandling med irinotecan foruden LV5FU [20].

Konklusioner fra den foreliggende undersøgelse var, at der ikke var nogen sammenhæng mellem irinotecan følsomhed prædiktor og patient resultat, mens data tyder på 5-FU svar profil ikke korrelerer med resultaterne af patienter, der fik 5-FU-adjuverende terapi. Disse data berettiger yderligere klinisk evaluering af 5-FU svar profil.

Patienter og metoder

Predictor udvikling baseret på in vitro-assays

In vitro baseret MPI metode til at udvikle prædiktor for lægemiddelrespons har tidligere [16-19] blevet beskrevet. Kort fortalt er det en algoritme baseret på vækst inhiberingsværdier (GI50) af NCI60 cellelinier [15], som behandles med enten 5-FU, irinotecan eller SN-38. SN-38 er den aktive metabolit af irinotecan. Genekspression målinger blev udført med en Affymetrix HG-U133A array. Efter logit normalisering, at gener med en Pearsons korrelationskoefficient GI50 over 0,25 eller under -0,25 blev betragtet som potentielle biomarkører for følsomhed og modstandsdygtighed over for behandling og bevaret for at bidrage til profilerne for 5-FU, irinotecan eller SN-38, hhv. For at sortere væk gener kun er aktive i in vitro indstilling mRNA målinger fra mere end 3200 snap frosne kliniske tumor prøver blev derefter anvendt på hver profil. Herved er det kun markører allerede kendte være til stede i patientens tumorer bidraget til de endelige profiler. Hver underskrift består af to sæt gener (op- og nedreguleret funktioner). Profildelene scoringer blev defineret som forskellen mellem gennemsnittene af de to grupper af funktioner til hvert af lægemidlerne. Scorerne blev derefter skaleret til at dække området fra 0 til 100. En prøve blev klassificeret som følsom over for en behandling, hvis den tilsvarende normaliserede profil point er større end 50. Alle andre prøver blev betragtet som resistente.

arrayet (Almac Diagnostics kolorektal cancer DSA) anvendt til analyse af mRNA i FFPE patientprøver de er forskelligt fra arrayet (HG-U133A) anvendt til at udlede mRNA profil in vitro. Det krævede en yderligere oversættelse af profilen fra en række til en anden, som blev udført af MPI før profilen blev testet eksternt af SIB i de to studiepopulationer.

NCI har opnået de 60 cellelinjer fra deres kilder som beskrevet https://dtp.cancer.gov/default.htm [15; 22]

datasæt og arrays

for PETACC-3 datasæt, genekspressionsprofilerne var. genereret fra FFPE kolorektal cancer dias. RNA-ekstraktion og hybridisering blev udført ved Almac gruppen i to portioner. Databehandling er beskrevet detaljeret i S1 dok. De præsenterede resultater er baseret på 636 stadie III prøver.

Den anden kohorte bestående af 359 CC stadie II CC patienter, der havde gennemgået kirurgi, men ikke fik adjuverende behandling fra Kennedy et al [21] blev alle undersøgt for mRNA-ekspression lighed med PETACC-3 prøver. Den kohorte vil herefter blive betegnet Kennedy kohorte.

Statistisk analyse

Det aktuelle projekt er et resultat af et samarbejde mellem to uafhængige laboratorier. Profilen udført på Medicinsk Prognose Institute blev sendt til den schweiziske Institut for Bioinformatik for alle statistiske analyser foretaget der med et fuldt fast procedure test er defineret i en analyse plan forud for udførelsen.

Relapse overlevelse ( RFS) blev anvendt som primære slutpunkt at sammenligne resultaterne på begge datasæt. RFS er defineret som tiden fra datoen for tilfældig tildeling til den første dato for tilbagefald (lokalt, regionalt, eller fjern), forekomsten af ​​en anden primær CC, eller død. Samlet overlevelse (OS) som et sekundært mål er defineret som tiden fra datoen for randomisering til døden af ​​en årsag.

Yderligere variabler i de multivariable analyser var behandlingsgruppe, alder, køn, tumor, T etape (T1-2, T3 og T4), N etape (N1 og N2) og tumor bedømmelse (G1-2 og G3-4), KRAS mutation, BRAF mutation og mikrosatellit instabilitet (MSI), når de variabler var tilgængelige.

analysen planen er designet til at lede efter sammenhænge mellem forudsigelse scoringer og klinisk resultat. Patienterne blev diskrimineret i 2 grupper baseret på den beregnede profil score. Patienter med et 5-FU profil score mindre eller lig med 50, blev mærket som dårlig prognose (resistente). De andre patienter blev betragtet som god prognose (følsomme) i forhold til 5-FU behandling.

En log-rank testen blev anvendt til at teste profil som en diskret variabel sammenligne overlevelseskurverne for patienter forudsagt følsomme over for dem, forudsagt resistente. For det andet, var planen at passe (multivariable) Cox proportionel risiko modeller ved hjælp af de kontinuerlige profil scoringer.

Endvidere var hazard ratio for 5-FU profil for tilbagefald overlevelse i PETACC-3 og Kennedy kohorte blev sammenlignet under anvendelse af en z-test. Dette er baseret på den antagelse, at de nulhypoteser at de to HR er lige, at fejlen fordelingen af ​​estimaterne normalt fordelt, og at de to populationer er sammenlignelige. Det skal dog understreges, at de to populationer repræsenterer to forskellige kohorter med alle de forskelle dette kan føre til.

Resultater

Expression arrays og celle-line følsomhed data

irinotecan profil afledt af NCI60 cellelinier bestod af 38 positivt korrelerede gener og 32 negativt korrelerede gener. Generne blev kommenteret til 353 positivt korreleret og 166 negativt korrelerede Almac probe sæt fra Almac Colorectal Cancer DSA array. 5-FU profil bestod af 91 positivt korrelerede gener og 114 negativt korrelerede gener. De probe sæt fra Affymetrix blev kortlagt til 232 positivt korreleret og 437 negativt korrelerede probe sæt fra Almac Colorectal Cancer DSA vifte

Den fulde liste over probe sæt og gen-navne for irinotecan prædiktor fremgår S1 Table.; for 5-FU prædiktor det er tilgængeligt som S2 tabel.

Baseline patientkarakteristika

Fra den oprindelige PETACC-3 patient kohorte, vi identificeret en undergruppe af 636 stadie III CC patienter med tilgængelige høj kvalitet mRNA-ekspression data. Denne undergruppe blev anvendt til at teste prognostisk og prædiktiv betydning af MPI irinotecan, SN-38 og 5-FU profiler hhv. Da irinotecan og SN-38-data var næsten identiske, vi her kun rapportere om irinotecan resultater. Baseline patientkarakteristika for PETACC-3 studie befolkning og i øjeblikket undersøges subpopulation er rapporteret i S3 Tabel dele A og B. Det ses, at subpopulationen var repræsentativ for den samlede fase III PETACC-3 studiepopulation. Desuden har denne delpopulation ikke vise de store forskelle i forhold til de vigtigste PETACC-3 kohorte vedrørende gavn af adjuverende kemoterapi. Baseline patientkarakteristika for Kennedy kohorten er præsenteret i S3 Tabel del C.

associering mellem irinotecan profil og baseline karakteristika

S4 Tabel del A viser associationer mellem irinotecan prædiktiv profil og flere baseline klinisk-patologiske karakteristika for PETACC-3 delpopulation. Vi har bemærket en signifikant sammenhæng mellem MSI /MSS status og profil score i subpopulationen af ​​PETACC-3 studie. Dette blev ikke taget i betragtning ved den efterfølgende analyse.

Den irinotecan genekspression profil og patient prognose

S4 Tabel del B viser, at der ikke var nogen statistisk signifikant effekt af irinotecan score på RFS ( HR = 0,93; 95% CI = (0,77, 1,12); P = 0.450, N = 558) ved testning i den samlede undergruppe. Resultaterne for OS er givet i S4 Tabel del C.

For at teste for en potentiel interaktion mellem profilen score og behandlingsgruppen, vi monteret modeller, herunder et samspil betegnelse for RFS og OS (resultat ~ treatment_group + profile_score + treatment_group: profile_score). For irinotecan profil, ingen af ​​de tre betingelser førte til en HR statistisk signifikant forskellig fra 1 (for OS og RFS, SE S4 Tabel afsnit D).

Kaplan Meier-overlevelseskurver for irinotecan profil er vist som S1 fig. Denne profil score var ikke forbundet med en forskel i overlevelse hverken for RFS (felt A, HR = 1,07; 95% CI = (0,81, 1,41); P = 0,65; N = 636) eller OS (felt B, HR = 1,14; 95% CI = (0,82, 1,57); P = 0,43;. N = 636))

undergruppe-analyser

en væsentlig adskillelse af grupper til fordel for en høj følsomhed score blev hverken opnået, når sammenligne den irinotecan profil med RFS i “5-FU kun” (ingen irinotecan tilføjet) behandlingsgruppen (HR = 0,89; 95% CI = (0,6, 1,31); P = 0,55, N = 307), med RFS i FOLFIRI behandling gruppe (HR = 1,28; 95% CI = (0,86, 1,91); P = 0,23; N = 329), med OS i “5-FU kun” behandlingsgruppe (HR = 0,83; 95% CI = (0,53, 1,3) ; P = 0,41; N = 307) eller med OS i FOLFIRI behandlingsgruppe (HR = 1,58; 95% CI = (1, 2,5); P = 0,05, N = 329); se S1 Fig panel C, D og E, F, hhv.

Association mellem 5-FU profil og baseline karakteristika

S5 Tabel del A viser associationer mellem 5-FU prædiktiv profil og flere baseline klinisk-patologiske egenskaber for PETACC-3 delpopulation. Tabellen viser de samme oplysninger for prøverne fra Kennedy kohorten er tilgængelig som S6 Table del A. Det ses, at T-stadie har en signifikant sammenhæng med 5-FU profil i PETACC-3 delpopulation i det enkle og i flere regressionsmodeller. Men virkningen er kun statistisk signifikant, når man sammenligner T1-2 (mindste gruppe) til T3 (største gruppe). Dette blev ikke taget i betragtning ved den efterfølgende analyse. Ingen særlige blev bemærket i Kennedy kohorte. Vi har ikke MSI /MSS oplysninger til Kennedy kohorte.

5-FU genekspressionsprofil og patient prognose

Tabel 1 og S5 Tabel del B vise resultaterne fra udstyret (multivariable ) Cox proportionel risiko modeller for PETACC-3 delpopulation. Tabel 1 viser, at virkningen af ​​5-FU profil på udfald (RFS) var statistisk signifikant, selv når der korrigeres for et sæt af standard klinisk-patologiske variabler (HR = 0,72, 95% CI = (0,62, 0,84), P = 0,00002 , N = 558), med den høje scoring (følsomme) gruppe, der har længere RFS.

Som med irinotecan profil for at teste for en potentiel interaktion mellem profilen score og behandlingsgruppen, vi indbyggede modeller, herunder et samspil betegnelse for RFS og OS (resultat ~ treatment_group + profile_score + treatment_group: profile_score). For 5-FU profil, kun HR for profilen score var statistisk signifikant forskellig fra 1 (til OS og RFS, se S5 Tabel del C for detaljer). Behandlingen gruppen og interaktionen sigt ikke har en HR statistisk signifikant forskellig fra 1.

I figur 1 Kaplan Meier kurver er vist for slutpunktet RFS (panel A) og OS (panel B). I hvert panel patienterne stratificeret i henhold til deres 5-FU profil score. Det ses, at scoren opdeler patienterne i en god og en dårlig prognose gruppe. Patienter, der er klassificeret som følsomme havde en statistisk signifikant bedre overlevelse med RFS (HR = 0,54; 95% CI = (0,41, 0,71); P = 7.87e-6, N = 636; baseret på dikotomiseret profil scores) og OS (HR = 0,47 95% CI = (0,34, 0,63), P = 7.4e-7;. baseret på dikotomiseret profil scores), (se metode afsnit)

Patienter med 5-FU profil score mindre eller lig med 50 blev mærket som dårlig prognose, andre dem som god prognose i forhold til 5-FU behandling. 5-FU blev inkluderet i alle patienternes behandling. Kurverne viser, at 5-FU profil markant adskiller patienterne i god og dårligt resultat (ved hjælp af RFS som effektmål i panel A, OS i panelet B).

Undergruppe-analyser

de paneler A i fig 2 (RFS) og 3 (OS) vise data fra patienter i “5-FU kun” (ingen irinotecan tilføjet) behandlingsgruppe. Det ses, at 5-FU-profil også signifikant splittet patienterne i denne behandling arm ind i en god og en dårlig prognose undergruppe med RFS i figur 2 (HR = 0,57, 95% CI = (0,39, 0,85), P = 5.38e -3, N = 307) og OS i figur 3 (HR = 0,52; 95% CI = (0,33, 0,81); p = 3.03e-3;. N = 307)

samme data som i fig 1A, men præsentere resultaterne pr behandling arm. Panel A viser data for de patienter i 5-FU /FA arm, Panel B dataene for patienterne i FOLFIRI behandlingsarmen. Den anvendte endpoint er RFS.

samme data som i figur 1B, men præsentere resultaterne pr behandling arm. Panel A viser data for de patienter i 5-FU /FA arm, Panel B dataene for patienterne i FOLFIRI behandlingsarmen. Den anvendte endpoint er OS.

Den samme analyse blev udført på FOLFIRI behandlede patienter (se paneler B i fig 2 og 3). Det ses, at 5-FU-profil også splittet disse patienter i to markant forskellige prognostiske grupper for RFS (HR = 0,50, 95% CI = (0,34, 0,74), P = 3.48e-4, N = 329) og OS ( HR = 0,42; 95% CI = (0,27, 0,65); P = 5.52e-5;. N = 329)

Baseret på de ovenstående resultater viser en signifikant prognostisk værdi af 5-FU ekspressionsprofil i patienter indskrevet i PETACC-3 studie, hvor alle patienter modtog 5-FU, vi derefter anvendt 5-FU-profil til en kohorte af CC patienter, som ikke havde nogen adjuverende behandling til kirurgi, Kennedy kohorte. I Kennedy kohorte [21] ingen statistisk signifikante forskelle (univariate og multivariate analyse) i RFS (HR = 0,92; 95% CI = (0,64, 1,33); P = 0,671, N = 359) eller OS (HR = 0,96, 95 % CI = (0,67, 1,4); P = 0,849; N = 359) blev observeret, når befolkningen blev dikotomiseret af 5-FU prædiktiv profil, se fig 4. det blev endvidere konstateret, at også udføre en analyse ved anvendelse af kontinuerlige profil score førte ikke til statistisk signifikante forskelle i RFS (S6 Table del B) eller OS (S6 Table del C).

Patienter med 5-FU profil score mindre eller lig med 50, blev mærket som lav score, den andre dem som høj score i forhold til 5-FU behandling. Kurverne viser, at 5-FU profil ikke adskille CC patienter i god og dårligt resultat (ved hjælp af RFS som effektmål i panel A, OS i panelet B).

Vi spurgte, om der var en signifikant forskel i hazard ratio for 5-FU-profil for RFS i begge behandlingsarme (5-FU og FOLFIRI) i PETACC-3 (HR = 0,54; 95% CI = (0,41, 0,71)) og til Kennedy kohorte (HR = 0,92; 95% CI = (0,64, 1,33)). En test, som sammenligner de to hazard ratio viste en signifikant forskel (z-test, p = 0,02, se metoder).

Discussion

I denne undersøgelse genekspression respons profiler for irinotecan og 5-FU udviklet baseret på NCI60 cellelinien repository og filtreres med klinisk tumor materiale repræsenterer forskellige tumortyper at udelukke cellelinje specifikke gener [18] blev evalueret retrospektivt i tumor materiale opnået fra PETACC-3 prospektiv og randomiseret klinisk forsøg [20], og i offentligt tilgængelige data fra fase II CC patienter, Kennedy kohorte [21].

MPI metode anvender sammenhængen mellem følsomheden over for et lægemiddel og genekspression i et panel af cellelinier. Den resulterende genekspressionsprofil af gener kan forklare forskellig sensitivitet in vitro. Men denne genekspressionsprofilen ikke direkte prædiktiv i et klinisk miljø. At forudsige patientens reaktioner på det samme stof, en oversættelse fra in vitro profil til en klinisk profil er nødvendig. MPI filtrerer in vitro profil gennem et system biologisk netværk stammer fra analyse af patientprøver.

For ansøgning til de kliniske undersøgelser, generne sig at være markant op- eller nedreguleret i profilerne blev oversat af den MPI laboratorium til tilsvarende Almac probe sæt for at blive testet i de to kliniske datasæt.

Brug et prospektivt-retrospektiv forsøgsdesign anses for nødvendig for at nå et tilstrækkeligt niveau af dokumentation til at afgøre kliniske anvendelighed, når validering prædiktive biomarkører [23]. Udformningen af ​​PETACC-3 forsøg giver mulighed for en direkte validering af irinotecan prædiktive biomarkører mens det mangler en ubehandlet arm at teste biomarkør kandidater til at forudsige gavn af 5-FU-behandling. I alt 636 trin III CC patienter fra PETACC-3 studie blev inkluderet i denne undersøgelse.

Det mest interessante fund af den foreliggende undersøgelse var, at 5-FU svar profil markant adskilt PETACC-3 patienter ind i en større gruppe (79% af patienterne) af god og en mindre gruppe (21% af patienterne) af dårlig prognose uafhængigt af den kendte prognostiske klinisk-patologiske parametre TN fase, MSI /MSS-status, stedet, udjævne og aktiverende mutationer i KRAS og BRAF. I modsætning hertil irinotecan ekspressionsprofil ikke føre til en statistisk signifikant split. Når dividere den nuværende patient kohorte ifølge behandling arm, blev lignende resultater opnået, hvilket betyder, at irinotecan profil ikke giver prædiktiv heller prognostisk information.

skalering af profilen var en lineær transformation, der ikke påvirker fordelingen men kun for fortolkning af partituret. Den cutoff på 50 er tæt på medianen i mange befolkninger, men i den fase III PETACC befolkning det var langt fra medianen. Vi var nødt til at holde sig til afskæring af 50, men fordi dette blev defineret i den statistiske analyse plan, før man ser på de kliniske data.

Da patienterne i begge behandlingsgrupper af PETACC-3 forsøg fik 5-FU er det ikke muligt at skelne en profil indikerer mindre iboende risiko fra en profil prædiktive for en forøget overlevelse skyldes 5-FU virkningsfuldhed. En rent prognostisk profil bør anerkende forskellige risikogrupper også i ubehandlede populationer. Men vi ikke observere nogen statistisk signifikant prognostisk effekt i Kennedy kohorte, ikke engang en tendens. Dette kunne fortolkes som forskellen mellem gode og dårlige overlevelse grupper i PETACC-3 kohorte som identificeret ved 5-FU-profil, er primært på grund af forskellen i udbytte af 5-FU.

En alternativ fortolkning er at profilet har en stærk rent prognostisk værdi i trin III (PETACC-3), men ikke i fase II (Kennedy) eller at observationen skyldes andre og ukendte forskelle mellem de to patientkohorter kan ikke udelukkes.

En sammenligning af biomarkør valideringsresultater fra flere datasæt har flere begrænsninger. I denne undersøgelse, først, PETACC-3 delpopulation bestod af fase III CC patienter Kennedy kohorte af stadie II CC patienter. For det andet, det sæt af tilgængelige kovariater var anderledes og nogle vigtige egenskaber, såsom MSI status, var ikke altid til rådighed. I PETACC-3 delpopulation er der en overrepræsentation af mandlige patienter, mens i Kennedy-kohorten dette er bedre afbalanceret. Desuden balancen i venstre- versus højre-sidede tumorer i PETACC-3-kohorten og Kennedy kohorten afviger (med mange manglende data om primær tumor placering for patienterne i Kennedy-kohorten).

Det bør være bemærkede, at finde en egnet datasæt til vurdering af en potentiel prædiktiv evne biomarkør i adjuvans 5-FU og /eller irinotecan behandling i CC patienter er vanskelig. De fleste undersøgelser, der sammenligner behandling med 5-FU til ubehandlede patienter blev gennemført for mange år siden, og de patientgrupper ville ikke være repræsentativt for dagens CC patienter længere. For eksempel blandt mange forbedringer, kirurgiske procedurer er blevet væsentligt videreudviklet.

På trods af de to kohorter er forskellige, vi spurgte om der var en signifikant forskel i hazard ratio for 5-FU profil for RFS i PETACC -3 (HR = 0,54; 95% CI = (0,41, 0,71)) og i Kennedy kohorten (HR = 0,92; 95% CI = (0,64, 1,33)) med en test, som sammenligner de to hazard ratio som viste en signifikant forskel (z-test, p = 0,02). På grund af store forskelle mellem de to analyserede kohorter, dette resultat behov, yderligere klinisk validering i tumor materiale fra en passende udformet klinisk undersøgelse.

irinotecan profil ikke påvist nogen væsentlig adskillelse af PETACC-3 patienter eller Kennedy kohorte. En forklaring på dette fund er, at eftersom der ikke var nogen signifikant effekt af tilsætning behandling med irinotecan i den oprindelige PETACC-3 studie, enhver subpopulation, der ville drage fordel af tilsætning af irinotecan kan være for lille til at blive opdaget med de tilgængelige patientprøver. En anden forklaring, som ikke kan udelukkes, at der er nogen fordel ved adjuverende irinotecan behandling i fase III CC. Sidstnævnte forklaring understøttes af CALGB 89.803 undersøgelse, som havde en lignende design som PETACC-3 studie, og som heller ikke påvise nogen signifikant gavn af tilsætning af irinotecan til LV5FU [24].

Adjuverende behandling af CC patienter i fase II eller III er stagneret selv med mange forsøg på at indføre nye lægemidler i det forløbne årti [25]. Biomarkører for at hjælpe lægen i forhold til prognosen, af forudsigelse af behandlingseffekt og forventede alvorlige toksiciteter til antineoplastisk behandling af CC har længe været ventet med spænding. Kun få prognostiske biomarkører er blevet gennemført klinisk og ingen biomarkører for 5-FU eller irinotecan følsomhed er blevet udviklet til et stadium, hvor de kan bruges i rutinemæssig behandling af CC. Et vigtigt emne med validering af biomarkører i adjuverende behandling af CC er, at patienterne ikke oplever en sygdom tilbagefald kunne enten er blevet helbredt af den primære operation (som repræsenterer følsomme eller resistente tumorer) eller ved den efterfølgende kemoterapi (som repræsenterer følsomme tumorer), mens patienter der sygdomstilbagefald anses for at have resistente tumorer. Dette er et iboende problem, som der ikke findes nogen tilfredsstillende løsning, når man analyserer prædiktive biomarkører i adjuverende.

Som konklusion nærværende undersøgelse præsenterer en roman 5-FU mRNA-ekspression profil, der kunne adskille fase III delpopulation af den PETACC-3 patient kohorte i undergrupper med statistisk signifikant andet udfald. Ved også at anvende denne profil til en kohorte af ubehandlede CC patienter, vi her give forslag til en mulig sammenhæng mellem 5-FU profil og gavn af adjuverende 5-FU behandling i fase III CC patienter. Vi søger i øjeblikket at validere vores 5-FU-data i en uafhængig patient kohorte.

Støtte Information

S1 Doc. . Databehandling i PETACC-3 data

dokument beskriver menneskelige prøvemateriale og databehandling med R statistisk software på data PETACC-3

doi:. 10,1371 /journal.pone.0155123.s001

(DOCX )

S1 fig. PETACC-3 underpopulation af patienter stratificeret efter deres irinotecan profil score. Salg Patienter med en irinotecan profil score mindre eller lig med 50, blev mærket som dårlig prognose, andre dem som god prognose i forhold til 5-FU behandling. Kurverne viser, at irinotecan profil ikke opdele patienterne i god og dårligt resultat (ved hjælp af RFS som effektmål i panel A, OS i panelet B). Paneler C og D viser de samme data som i panel A, men præsentere resultaterne pr behandling arm. Felt C viser data for patienterne i 5-FU /FA arm, Felt D dataene for patienterne i FOLFIRI behandlingsarmen. Det anvendte endpoint er RFS. Paneler E og F viser de samme data som i panel B, men præsentere resultaterne pr behandling arm. Panel E viser data fra patienterne i 5-FU /FA arm, Panel F dataene for patienterne i FOLFIRI behandling arm. Den anvendte endpoint er OS

doi:. 10,1371 /journal.pone.0155123.s002

(PDF)

S1 tabel. Probe sætter i irinotecan profil.

Del A. Probe sæt til gener overudtrykt i cellelinjer er følsomme over for irinotecan. Tabellen viser de Almac probe sæt, der svarer til de identificerede gener i cellelinier. Bemærk, at nogle gener har flere matchende probe sæt, kortlægningen hverken enestående eller inambiguous. Del B. Probe sæt til gener overudtrykt i cellelinier resistente over for irinotecan.