PLoS ONE: Samtidig Tumor Angivelse af EGFR og Tati /SPINK1 Associates med bedre prognose i kolorektal cancer

abstrakt

Baggrund

epidermal vækstfaktor receptor (EGFR) aktivering spiller en rolle i kolorektal cancer (CRC) carcinogenese, og anti-EGFR lægemidler bruges i behandling af fremskreden CRC. En af EGFR-ligander er tumor-associerede trypsinogen inhibitor TATI, også kaldet serinproteaseinhibitor Kazal type1 (SPINK 1), som vi for nylig viste sig at være en uafhængig prognostisk markør i CRC.

Metoder

Vi studerede den prognostiske værdi af immunhistokemisk udtryk for EGFR og samtidig udtryk for EGFR og TATI /SPINK1 i en serie på 619 patienter med tarmkræft.

Resultater

af prøverne, 92% var positive for EGFR. EGFR + /TATI + blev set i 62,8%, EGFR + /TATI- i 29,5%, EGFR- /TATI + i 4,9%, og EGFR- /TATI- i 2,7% af patienterne. EGFR korreleret med WHO grad (p = 0,040). I univariat analyse, EGFR korreleret med gunstige overlevelse (p = 0,006). EGFR + /TATI + patienter viste bedre overlevelse end gjorde dem med andre kombinationer (p 0,001). I multivariat analyse, EGFR + /TATI + var en uafhængig prognostisk faktor gunstig prognose (p 0,001)..

Konklusion

Samtidig positivitet af EGFR og TATI /SPINK1 forudser gunstige prognosen hos CRC

Henvisning: Koskensalo S, Louhimo J, Hagström J, Lundin M, Stenman UH, Haglund C (2013) Samtidig Tumor Ekspression af EGFR og TATI /SPINK1 Associates med bedre prognose i kolorektal cancer. PLoS ONE 8 (10): e76906. doi: 10,1371 /journal.pone.0076906

Redaktør: Ichiro Aoki, Yokohama City University School of Medicine, Japan

Modtaget: 31. maj 2013; Accepteret: August 29, 2013; Udgivet: 25 oktober 2013

Copyright: © 2013 Koskensalo 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

Finansiering:. Denne undersøgelse blev støttet af Finska Läkaresällskapet, medicinska Understösföreningen Liv och Hälsa og Sigrid Juselius Foundation. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

kolorektal cancer (CRC) er verdens tredje mest almindelige malignitet [1], [2]. I Finland, forekomsten er 30/100 000 /år [3]. Den vigtigste prognostiske faktor i CRC er tumor stadie.

Prognose for patienter med lokal CRC er god, 5-års overlevelsen er 80-90%, for node-positive tumorer er det 60-70%, mens den for tumorer med fjernmetastaser det er mindre end 10%) [4] – [6]. Patienter med stadium III-IV (Dukes ‘C og D) sygdom modtager normalt adjuverende kemoterapi. I fase II (Dukes ‘B) sygdom, er kemoterapi ikke rutinemæssigt anvendes, selv om nogle af disse patienter naturligvis ville drage fordel af adjuverende behandling. For at identificere patienter med høj risiko kræver yderligere prognostiske faktorer som biomarkører.

epidermal vækstfaktor receptor (EGFR), et mål for behandling af fremskreden kolorektal cancer, tilhører en transmembran glycoprotein af ErbB tyrosinkinasereceptorfamilien familie. Ligand-receptor interaktion og dimerisering af receptoren fører til tyrosin autophosphorylering, aktivering af en intracellulær signalvej, der fremmer celledeling og migrering, inhibering af apoptose, og angiogenese [7]. De monoklonale antistoffer cetuximab og panitumumab binder til EGFR og deaktivere aktivering af tyrosin-kinase og nedstrøms signalveje.

mutationer i de molekylære veje aktiveret via EGFR kan bidrage til carcinogenese. I CRC, de hyppigste mutationer vedrører KRAS-genet forekommer i omkring 40% af CRC tilfælde [8], [9]. Mutationerne deaktivere guanosin triphosphatase (GTPase) aktivitet, hvilket fører til akkumulering af aktiverede KRAS. Disse KRAS mutationer fører til mangel på reaktion på anti-EGFR-behandling [10], [11].

Sammen med EGF, amphiregulin, transformerende vækstfaktor (TGF) α, epiregulin, betacellulin, heparin-bindende EGF, og epigen aktiverer EGFR [12]. For nylig i pancreas-adenocarcinomer, serinproteaseinhibitor Kazal type1 (SPINK 1), også kaldet pancreas sekretorisk trypsininhibitor (PSTI) og tumor-associerede trypsinogen inhibitor (TATI), blev vist at aktivere EGFR [13]. TATI /SPINK1 udtrykkes sammen med EGFR i bugspytkirtlen adenokarcinomer. EGF og TATI /SPINK1 deler omkring 50% aminosyrehomologi [14], og bindingsaffiniteten af ​​TATI /SPINK1 til EGFR er omkring halvdelen af ​​den for EGF [13].

Vi har for nylig vist, at væv udtryk for TATI /SPINK1 er en indikator for gunstig prognose i kolorektal cancer patienter [15]. I den foreliggende undersøgelse evaluerede vi forholdet mellem EGFR og TATI udtryk og dens mulige prognostisk værdi i kolorektal cancer.

var tilgængelige Materialer og metoder

Patienter

Kliniske data fra 643 konsekutive patienter, som gennemgik kirurgi for histologisk bekræftet kolorektal cancer ved Institut for kirurgi, Meilahti Hospital, Helsinki University Central Hospital, mellem 1982 og 1998. Komplet kliniske data og arkivering vævsprøver var tilgængelige fra 623 sager, 333 af dem mænd. Median alder var 65,9 år (range 22,7-90,3), og median follow-up tid 4,81 år (interval fra 0 til 25,8). Overlevelse og dødsårsag data indtil marts 2011 er indhentet fra folkeregistret Centre of Finland, og Finlands Statistik. Diagnose og stadieinddeling blev udført ifølge den modificerede Dukes ‘klassifikation [16]. Undersøgelsen er blevet godkendt af de lokale etiske komité og overholder Helsinki-deklarationen (Dnro HUS 226 /E6 /06) og den nationale tilsynsmyndighed for velfærd og sundhed. Klinisk-patologisk karakteristika af patienter er beskrevet i tabel 1.

Vævsprøver og forberedelse af TMA blokke

formalin-fikseret og paraffin-embedded kirurgiske vævsprøver blev indsamlet fra arkiverne i afdelingen Patologisk, Helsinki Universitet. Histopatologisk repræsentative områder af tumor prøver blev defineret og markeret på H til statistisk analyse patienterne blev inddelt i to grupper:. TATI- (score 0) og TATI + (scores 1-3)

Statistisk analyse

Vi analyseret separat EGFR farvning alene og sammen med TATI /SPINK1 farvning (EGFR +/-, TATI +/- eller EGFR-TATI +/-). Sammenhængen mellem immunoexpression og klinisk-patologiske variabler blev vurderet af χ

2 test eller Fishers eksakte test i tilfælde af lave forventede frekvenser. Overlevelse blev analyseret ved Kaplan-Meier-metoden. Statistisk signifikante kovariater i univariat analyse blev analyseret i multivariat overlevelsesanalyse af Cox proportional hazards model. En p 0,05 blev betragtet som signifikant. Statistiske analyser blev udført med IBM SPSS Statistics 20,0 software.

Resultater

Immunfarvning for EGFR

Pålidelig evaluering af immunfarvning var muligt i 520 af de 623 prøver. I 69 (13,3%), blev cytoplasmatisk EGFR immunopositivitet scoret som høj (3), i 172 (33,1%) som moderat (2), i 236 (45,4%) som svagt (1), mens 43 (8,3%) viste ingen EGFR immunopositivitet (fig. 1). Vi evaluerede kun cytoplasmatisk farvning, fordi hvis cytoplasma er positiv, membranen farvningen er uegnet til pålidelig evaluering

EGFR immunoreaktivitet forbundet med tumor klasse.; positivitet blev detekteret oftere i højt og moderat differentieret end i udifferentierede tumorer (p = 0,040). EGFR viste ingen sammenhæng med Dukes ‘stadium, men positivitet var oftere til stede i lokale (Dukes’ A-B) end i metastaseret tumorer (Dukes ‘C-D) (94,4% versus 88,8%, p = 0,021) (tabel 1 ).

Samtidig immunfarvning for EGFR og TATI /SPINK1

Evaluering af immunfarvning for både EGFR og TATI /SPINK1 var muligt i 511 af de 623 prøver. Kombinationen EGFR + /TATI + var til stede i 321 (62,8%), EGFR + /TATI- i 151 (29,5%), EGFR-TATI + i 25 (4,9%), og EGFR- /TATI- i 14 (2,7%) patienter.

EGFR + /TATI + korreleret med histologi forekommer oftere i adenokarcinomer end i andre histologiske tumortyper (p = 0,005), og varieres ved WHO grad, bliver oftest til stede i højt og moderat differentierede tumorer (p 0,001) ( tabel 2)

prognostiske værdi af EGFR

i univariat analyse, EGFR immunoexpression (p = 0,006), patientens alder (p = 0,009), WHO grad (p. 0,001) og Dukes stadium (p 0,001) forbundet med prognosen. Fem-års overlevelse var 59,9% i EGFR + patienter og 40,5% i EGFR patienter (tabel 3)

I multivariat overlevelsesanalyse, EGFR (p = 0,023), patienternes alder (p. 0,001 ), Dukes ‘stadium (p 0,001), tumor placering (p = 0,001), og WHO grad (p = 0,033) var uafhængige prognostiske faktorer (tabel 4)

Prognostisk rolle kombination. af EGFR og TATI /SPINK1

Samtidig udtryk for EGFR og TATI /SPINK1 korreleret med prognose, 5-års overlevelsen er 65,0% i EGFR + /TATI + patienter, 47,7% i EGFR + /TATI-, 43,2% i EGFR- /TATI +, og 42,4% i EGFR /TATI- patienter (p 0,001) (tabel 4, figur 2). Høj alder (p = 0,009), avancerede Dukes ‘stadium (p 0,001), og avancerede WHO grad (p 0,001). Korreleret med dårlig prognose (tabel 5)

I multivariat overlevelsesanalyse, EGFR /TATI ekspression (p 0,001), alder (p 0,001), Dukes stadium (p 0,001), og placering (p = 0,003) var uafhængige prognostiske faktorer (tabel 6)

diskussion

Vi har for nylig vist, at TATI er en uafhængig prognostisk faktor i kolorektal cancer, bliver høj væv udtryk forbundet med gunstige prognose. Her viser vi, at samtidig immunoexpression af EGFR og TATI er en uafhængig prognostisk faktor for gunstig overlevelse i kolorektal cancer, og det er en stærkere prognostisk faktor end EGFR eller TATI /SPINK1 alene.

I konkordans med tidligere resultater, vi observerede EGFR overekspression i prøver kolorektal cancer, [17], [18]. EGFR immunoexpression korreleret signifikant med tumor klasse, bliver oftere positivt i høje og moderat differentierede tumorer, som tidligere [19] rapporteret. Omvendt har EGFR også vist sig at korrelere med dårlig differentiering [18]. Som i andre undersøgelser, fandt vi korrelation med histologi [20], [21], men ingen sammenhæng mellem EGFR immunoexpression og Dukes ‘stadium. Dette er i overensstemmelse med de i undersøgelsen af ​​Giralt [20], mens Spano et al. rapporteret stærkere EGFR overekspression i T3 end i T4 kolorektale tumorer [17]. Deng et al. fundet i 94 kolorektal kræftpatienter, en sammenhæng mellem høj ekspression og høj tumor fase [22].

Her viser vi, at EGFR immunoexpression er en uafhængig markør for gunstig prognose i patienter med tarmkræft. Vores resultater afvige fra disse andres; EGFR korrelerede ikke med overlevelse i en undersøgelse af 249 [19], og 132 CRC patienter [17] eller i 87 Dukes ‘C CRC patienter, [6]. Men i nogle undersøgelser specielt for tyktarmskræft, EGFR korreleret med dårlig prognose. I en undersøgelse af 149 patienter, EGFR var en uafhængig markør for negativ prognose, men blev observeret EGFR kun 35,6% af prøverne, hvilket er mindre end normalt rapporteret [23]. Resnick et al. viste også en sammenhæng mellem stærk EGFR og dårlig prognose i tyktarmskræft [24]. I en subanalysis herunder kun tyktarmskræft, vores undersøgelse viste en sammenhæng mellem EGFR og forbedret overlevelse, men forskellen var ikke signifikant (data ikke vist).

I en undergruppe analyse af endetarmskræft, fandt vi signifikant bedre overlevelsesrater (p = 0,001) hos patienter med EGFR positivitet (data ikke vist). I 87 rektal kræftpatienter, som havde fået præoperativ strålebehandling, Giralt et al rapporterede EGFR i forbehandling biopsies- men ikke i kirurgisk prøver-at associere med negativ prognose [20]. I en undersøgelse af Fernebro et al. på 269 rektal kræftpatienter blev ingen association observeret med metastase overlevelse [25]. I en undersøgelse af 40 rektal kræftpatienter, Yasuda et al. fundet faldende EGFR niveauer efter kemo- og stråleterapi, men EGFR var ikke en prognostisk markør [26]. Strålebehandling kan både reducere og forøge EGFR [27], [20]. Vi har ikke analysere EGFR i forbehandling biopsier, men ingen forskel i EGFR opstået mellem rektal kræftpatienter modtager eller ikke modtager præoperativ strålebehandling (data ikke vist).

EGFR-målrettede behandlinger har været anvendt til spredt colorektale cancere, men værdien af ​​EGFR immunoexpression at forudsige effektiviteten af ​​adjuverende behandling er kontroversiel. Interessant nok har EGFR antagonist cetuximab vist sig effektive selv mod EGFR-negative tumorer [28]. En forklaring på dette kan være, at anti-EGFR behandling er målrettet mod metastaseret tumorer, og korrelation mellem EGFR immunoexpression i den primære tumor og metastatisk læsion er uklar og varierer mellem undersøgelser [19], [29], [22]. Hertil kommer, at EGFR-positive tumorer ikke altid reagerer på cetuximab behandling [30]. Desuden tumorer med KRAS mutationer er blevet fundet, at respondere dårligt på anti-EGFR-behandling [10], [11], og det anbefales at analysen af ​​KRAS mutations status for alle metastatiske CRC’er [31]. KRAS mutationer i codon 12 korrelerer med negativ prognose [31], [32]. BRAF er det andet trin i EGFR- medieret vej. Muteret BRAF korrelerer med negativ prognose [33], men patienter med BRAF mutation kan have gavn af EGFR-målrettede behandlinger [31]. En ny fremgangsmåde, der synes at være overlegen til analyse af KRAS-mutationer for at vælge patienter til anti-EGFR terapi kombineret analyse af KRAS mutationer og EGFR genkopital [34].

PIK3CA (phosphotidylinositol-4, 5-bisphosphonat 3-kinase, katalytiske underenhed alpha polypeptidgen) pathway er en anden nedstrøms vej af EGFR-signalering. Mutationer af PIK3CA genet kan fremme malign transformation [35]. Anvendelse af aspirin blokerer PIK3CA pathway, og korrelerer med bedre prognose hos patienter med et muteret gen [36]. Desværre data om aspirin brug var ikke tilgængelige i vores patientjournaler.

Ozaki et al. viste, at EGFR og TATI /SPINK1 er co-udtrykt i bugspytkirtelkræft og at SPINK1 stimulerer spredning af kræft i bugspytkirtlen celler gennem EGFR aktivering [13]. Her viser vi, at i omkring to ud af tre kolorektal carcinom prøver EGFR og TATI /SPINK1 er co-udtrykt. Vi har vist tidligere, at høj TATI /SPINK1 væv udtryk korrelerer med bedre prognose i CRC; her viser vi, at samtidig udtryk for EGFR og TATI /SPINK1 er en endnu bedre markør for forbedret overlevelse. Det er kendt, at der er positive og negative feedback loops inden EGFR-medieret veje afhængigt af celletype, og en af ​​grundene til bedre prognose i kolorektal cancer kan være, at binding af TATI fører til hæmning af kaskader fører til malign transformation. Også TATI binding til EGFR kan hæmme bindingen af ​​stærkere aktiverende ligander.

Det er derfor sandsynligt, at TATI /SPINK1 og samspillet mellem TATI /SPINK1 og EGFR spille forskellige roller i CRC end i bugspytkirtlen cancer.Interestingly, udtryk for TATI /SPINK1 i kræftvæv er også forbundet med god prognose i gastrisk kræft [37] og tab af TATI /SPINK1 udtryk korrelerer med aggressiv sygdom i blærekræft [38]. Dette indikerer, at TATI /SPINK1 udøver forskellige funktioner i forskellige patologier. TATI /SPINK1 er ikke kun en aktivator af EGFR, men også en effektiv trypsininhibitor og trypsin udtrykkes ved adskillige tumorer [38]. Det er således ikke overraskende, hvis det også udøver forskellige funktioner i forskellige tumorer. Hidtil EGFR immunhistokemi er ikke et værktøj til forudsigelse af hvilke patienter, der sandsynligvis vil drage fordel af EGFR-målrettet adjuverende behandling. Det ville være interessant at undersøge, om tilføjelse af TATI /SPINK1 væv analyse plus KRAS mutation analyse og EGFR genkopitallet vurdering yderligere kunne forbedre de lovende resultater af Ålgars et al. [34].

Det kan konkluderes, at vores bedste viden, vi viser for første gang, at samtidig immunoexpression af EGFR og TATI /SPINK1 er en uafhængig prognostisk markør for gunstig prognose i patienter med tarmkræft. Kombinationen er en stærkere prognostisk redskab end enten TATI /SPINK1 eller EGFR alene. er nødvendige for bedre at forstå sammenhængen mellem TATI /SPINK1 og EGFR i kolorektal cancer og for at vurdere den potentielle anvendelse af denne markør kombination til at forudsige behandlingsrespons Yderligere undersøgelser.

Tak

Vi takker Päivi Peltokangas , Tuire Koski, og Elina Aspiala for fremragende teknisk bistand.