PLoS ONE: genetiske mangfoldighed af KIR /HLA System og Resultatet af patienter med metastatisk kolorektal cancer behandlet med kemoterapi

Abstrakt

Målsætning

At udforske gener af morderen-celle immunoglobulin-lignende receptor (KIR) og af HLA ligand og deres forhold til resultatet af metastatisk kolorektal cancer (mCRC) patienter behandlet med første-line 5-fluorouracil, leucovorin, og irinotecan (FOLFIRI).

Metoder

i alt 224 FRK patienter blev screenet for KIR /HLA-typebestemmelse. Fastsættelsen af ​​KIR /HLA-kombinationer var baseret på genet indhold og varianter. Genetiske foreninger med komplet respons (CR), tid til progression (TTP) og samlet overlevelse (OS) blev evalueret ved at beregne odds og hazard ratio. Multivariate modellering med prognostiske kovariater blev også udført.

Resultater

For CR, tilstedeværelsen af ​​KIR2DL5A, 2DS5, 2DS1, 3DS1, og KIR3DS1 /HLA-BW4-I80 var forbundet med en øget CR satser , med median yderste periferi fra 2,1 til 4.3, mens fraværet af KIR2DS4 og 3DL1 var forbundet med øget CR satser (eller 3,1). Efter univariat analyse, patienter der undergik resective kirurgi af tumor, fravær af KIR2DS5, og tilstedeværelsen af ​​KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 viste en signifikant bedre overlevelse (HR 1.5 til 2.8). Multivariat analyse identificeret som parametre uafhængigt relateret til OS den type behandling (kirurgi, HR 2.0) og KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 genotype (HR til T-I80 2,7 og for ingen funktionel KIR /HLA interaktion 1.8). For TTP, blev ingen sammenhæng med KIR /HLA-gener overholdes.

Konklusion

Denne undersøgelse, der for første gang, beviser, at genotypning for KIR-HLA par er fundet prædiktive markører i forbindelse med fuldstændig respons og forbedrer den generelle overlevelse forudsigelse af FOLFIRI behandlingsrespons i metastatisk kolorektal cancer. Disse resultater tyder på en rolle KIR /HLA-systemet i patient resultat, og vejlede ny forskning på Immunogenetics af mCRC gennem mekanistiske undersøgelser og klinisk validering

Henvisning:. De Re V, Caggiari L, De Zorzi M, Talamini R, Racanelli V, Andrea MD, et al. (2014) genetiske mangfoldighed af KIR /HLA System og Resultatet af patienter med metastatisk kolorektal cancer behandlet med kemoterapi. PLoS ONE 9 (1): e84940. doi: 10,1371 /journal.pone.0084940

Redaktør: Amanda Ewart Toland, Ohio State University Medical Center, USA

Modtaget: August 2, 2013; Accepteret: November 28, 2013; Udgivet: 31 Jan 2014

Copyright: © 2014 De Re 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:. Arbejdet blev støttet af den italienske forening for Cancer Research (AIRC n.10266 og n. 12214 Special Program Molekylær Klinisk Onkologi, 5 × 1000). Ingen finansieringsorganer havde nogen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. Medforfatter Valli De Re er et redaktionsudvalg medlem af PLoS ONE tidsskrift . FI modtager royalties fra brugen af ​​UGT1A1 genetiske test. Forfatterne bekræfter, at der ikke er nogen patenter, produkter i udvikling eller markedsførte produkter til at erklære relevant at denne artikel. Der er ikke yderligere patenter, produkter i udvikling eller markedsførte produkter til at erklære. Dette ændrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikker om datadeling og materialer.

Introduktion

medfødte immunsystem er den første linje i forsvaret som reaktion på tumorceller. Naturlige dræber (NK) celler spiller en vigtig rolle i denne respons med deres evne til at dræbe tumorceller, producerer cytokiner, og krydstale med det adaptive system. Interaktioner mellem dræbercelle- immunoglobulinlignende receptorer (KIR) -receptorer og humant leukocyt-antigen (HLA) -liganden regulere responset af NK-celler, hvilket resulterer i en mangfoldighed af KIR /HLA kombinationer og forskellige NK effekter. Ændring af tumor-celle på grund af kemoterapeutisk behandling kan også bidrage til en forskel i NK-respons.

I lighed med andre kombinationsregimer i metastatisk kolorektal cancer (mCRC), behandlinger baseret på FOLFIRI (5-fluorouracil, leucovorin og irinotecan), der anvendes i omkring 60% af første linie behandling i Europa [1], forbliver ineffektive i en betydelig del af patienterne [2]. Immunterapi til formål at fremme naturlig antitumor T-celle immunitet i patienter med fremskreden malign sygdom er ved at blive implementeret i klinikken med lovende resultater, der ofte viser en synergieffekt med kemoterapi [3]. For at optimere terapeutiske protokoller og overvåge effektiviteten af ​​sådanne behandlinger, anerkendelse af de nøjagtige mekanismer, som modulerer virkningen af ​​værtens immunitet resulterer i en effekt på patientens udfald er ikke helt klart, og kunne inddrage forskellige T-celle receptorer og immunceller. Yderligere arbejde er nødvendigt for at udfylde de resterende huller i vores viden.

Patologisk iscenesættelse er den eneste prognostisk klassifikation anvendes i klinisk praksis for at vælge patienter til kemoterapi. Genekspression profilering, som dog kræver primære tumor prøver, kan bidrage til klassificering og prognostiske værdi forudsigelse af tyktarmskræft [4]. Yderligere faktorer, helst let tilgængelig, at identificere patienter med den højeste risiko for tilbagefald (prognostiske faktorer) samt til at forudsige de mest tilbøjelige til at drage fordel af kemoterapi (prædiktive faktorer) er nyttigt at forbedre udvælgelsen af ​​patienter til adjuverende kemoterapi. Desuden nye svar evalueringskriterier i Solid Tumor (WHO kriterier), designet immun-relaterede respons kriterier (irRC) at evaluere antitumor reaktioner på kemoterapeutiske midler, er i stigende grad resulterer i en bedre vurdering af anti-tumor midler [5] for mere hyppig brug af immunterapi og immun-kemoterapi hos cancerpatienter [6]; [7].

Forskellige typer infiltrerende immunceller har forskellige virkninger på tumorprogression [8]. NK-celler kan påvirke tumorprogression og kunne repræsentere en surrogatmarkør for respons hos værten immunitet mod cancerceller, herunder CRC [9]; [10]. NK-celle infiltration in situ blev fundet at være minimal inden kirurgisk resektion CRC prøver, i modsætning til de højere antal NK-celler i det tilstødende normale slimhinde [11]. Akkumulere data viser, at overekspression af HLA-E på CRC celler fører til inhibering af NK cellemedieret antitumorrespons ved at engagere CD8 T-celler og NK-celle delmængder [12].

NK-celler, der traditionelt betragtes som del af det medfødte immunsystem, har også vist sig at dele mange funktioner med adaptiv immunitet [13]; [14]. Bidrag fra KIR /HLA interaktion til signalering i NK-celler er ikke fuldt forstået [15], men deres betydning er blevet understreget af flere nyere genetiske undersøgelser, der har knyttet KIR /HLA-kombinationer med resultatet af forskellige sygdomme, og med nogle klinisk respons til behandling, herunder det i denne undersøgelse. NK-celler fortrinsvis dræbe målceller der udtrykker få eller ingen HLA klasse-I-molekyler på deres overflade. Aktiviteten af ​​NK-celler er reguleret af en balance mellem transducer signaler gennem aktivering og hæmmende receptorer [16].

De fleste NK-receptorer synes at tilhøre en familie kaldet KIR’er. De udtrykkes i NK-celler og i et lille undersæt af T-lymfocytter. Kir receptorer er enten hæmmende (med lange (L) haler, dvs. KIR2DL1) eller aktivering (med korte (S) haler, dvs. KIR2DS1). En særskilt KIR interagerer typisk med en specifik allotype af et HLA klasse-I molekylet [15]; [17]. Hver NK-celle kan udtrykke flere forskellige hæmmende og /eller aktiverende receptorer, der fungerer uafhængigt af hinanden. Følgelig er der et relativt højt niveau af pleiotropi og heterogenitet KIR’er i mennesker. Den uafhængige ekspression af polymorfe KIR gener og stærkt polymorfe HLA-ligander bestemmer den endelige NK celle funktion [15]; [18].

Cytotoksiske midler kan aktivere forskellige veje for celledød, der inducerer forskellige peptid-mønstre af HLA krydse-præsentation af tumor-frigivet antigener til cytotoksiske T-celler, herunder NK-celler [19]. En højere forekomst af tumor-associerede antigen optagelse af HLA-medieret antigen-præsenterende celler er blevet rapporteret efter administration af 5-FU [20]. De antitumorvirkninger af kemoterapi kan forbedres yderligere ved NK cellefunktioner [21] – [25]

På grund af den voksende rolle i immunsystemet i fast tumor biologi [26], den potentielle rolle. immuneffektorer i mediering terapiens effektivitet [3]; [25] og manglen på kliniske oplysninger om den rolle, KIR /HLA-systemet i mCRC, vi havde til formål at: 1) karakterisere genetiske profil af KIR /HLA-systemet i en homogen gruppe af FRK patienter behandlet med FOLFIRI, og 2 ) bestemmelse af virkningen af ​​patientens genetiske sammensætning af KIR /HLA-systemet på responsrate og overlevelse. Til dette formål har vi udviklet en KIR /HLA par genotypning at karakterisere spektret af NK-relaterede immune gener i CRC respons på FOLFIRI behandling i univariate og multivariate analyse. Vi diskuterer her de undersøgelser vedrørende yderst polymorfe KIR /HLA interaktioner med vægt på, hvordan disse gener kan regulere NK-funktion mod tumor respons og overlevelse af behandlede-patienter.

Metoder

Patienter og Behandling

vi brugte resultatet data indsamlet fra en tidligere undersøgelse, og støttekriterier og FOLFIRI behandlinger er tidligere blevet beskrevet i detaljer [27] til denne undersøgelse udvalgte vi patienter med stadie IV og tilbagevendende CRC. Patienterne blev behandlet i første linje med FOLFIRI kun vejledende, og ingen biologiske behandlinger var tilladt. Patienterne vurderes mht objektiv respons, tid til tumor progression (TTP) og samlet overlevelse (OS) var 224.

Median opfølgning var 21,73 måneder (interval: 1,07 til 91,8). Responsrater var som følger: komplet respons (CR, n = 15), partielt respons (PR, n = 80), stabil sygdom (SD, n = 62), og progressiv sygdom (PD, n = 67). Tumorrespons blev vurderet ved anvendelse af WHO kriterier som tidligere rapporteret [28]. OS blev defineret som tiden fra det første lægemiddel administration til dødsdagen eller sidste opfølgning. Patienter i live på den sidste opfølgning blev censureret. TTP blev defineret som tiden fra datoen for den indledende behandling til den tidligste dato for tumor progression eller sidste opfølgning. Den mediane OS var 21,7 måneder (interval: 1,07 til 91,8). Median TTP var 8,5 måneder (interval: 0,7-41,6). Patientkarakteristika er vist i tabel 1.

KIR og HLA Genotypebestemmelse

DNA blev ekstraheret fra blod ved hjælp af EZ1 Qiagen Italien kit som tidligere beskrevet [29]. Patienterne blev genotypebestemt for tilstedeværelsen af ​​KIR gener (2DL1-4, 2DL5A og 2DL5B, 3DL1-3, 2DP1, 2DS1-3, 2DS4, 2DS5, 3DP1, og 3DS1) med en multipleks polymerasekædereaktion-sekvensspecifik primer reaktion, optimeret i vores laboratorium [30].

høj opløsning HLA klasse-i-analyse blev udført ved PCR-sekvens-baseret indtastning med primere specifikke for loci A, B og C, og anvendelsen af ​​Tildel SBT-software (version 3.27 b) [30]. KIR og HLA genfrekvenserne var repræsentative for dem af en kaukasisk population [31] og var sammenlignelige med dem, der findes i vores serie af ikke kræft bloddonorer (data ikke vist).

Analyse af KIR-HLA gener

KIR gen indholdet viser en høj grad af variation, hvad angår antallet og typen af ​​gener til stede. To vigtige KIR haplotype grupper er blevet beskrevet, baseret på gen-indhold, og betegnes som A og B [32]; [33]. De gruppe A haplotyper har en enkel og konstant gen indhold, repræsenteret ved gener, der koder hæmmende receptorer KIR’er 2DL1, 2DL3, 2DL4, 2DS4, 3DL1, 3DL2 og 3DL3. I modsætning hertil gruppe B haplotyper har mere variabel og større indhold gen, der involverer gener, der koder særprægede hæmmende receptorer og en række aktiverende receptorer.

De sammenslutninger af KIR’er med deres beslægtede HLA-ligander blev fastsat på grundlag af forventet KIR /HLA-kombinationer, i henhold til en standard klassifikation [34]. HLA-A, -B og -C molekyler blev anbragt i 3 grupper (HLA-C1, C2, og BW4) baseret på aminosyresekvenserne bestemmer KIR-bindende epitop. HLA-C allotyper med asparagin i position 80 (HLA-C1) er ligander for KIR’er 2DL2, 2DL3, og 2DS2; HLA-C allotyper med lysin i position 80 (HLA-C2) er ligander for KIR’er 2DL1 og 2DS1. I den tredje gruppe, HLA-A og -B allotyper med BW4 epitop er ligander for KIR’er 3DL1 og 3DS1 og er kendetegnet ved substitutioner i position 77, 80, 81, 82 og 83 i C-terminalen af ​​HLA klasse I a1a domæne ; HLA-A * 03 og * 11 er ligander for KIR3DL2 og HLA-C * 04 er en ligand for KIR2DS4 [35].

Statistisk analyse

Odds ratio (OR) og 95% sikkerhed intervaller (CI) blev anvendt til at undersøge sammenhængen mellem KIR /HLA-gener og tumor respons (CR, PR, SD og PD). TTP og OS blev beregnet ved anvendelse af Kaplan-Meier-metoden, og log-rank testen blev anvendt til at teste forskellene mellem undergrupper. Cox proportional hazard regressionsmodeller blev anvendt til at beregne hazard ratio (HR) og 95% kreditinstitutter. Fishers eksakte test og chi-kvadrat-analyse for trend blev også anvendt til at teste virkningen af ​​KIR’er og hlas på CR. Uafhængighed af de genetiske associationer fra tumor og kliniske karakteristika blev testet ved multivariat modellering af kovariater, herunder køn, alder, tumor placering (rektum, højre colon; venstre colon), TNM stadie på diagnosetidspunktet, radikal kirurgi (kirurgisk resektion af lokalt tilbagevendende kræft). Resultaterne blev anset for at være statistisk signifikant, når p 0,05 (to-sidet). Alle analyser blev udført ved hjælp af SAS 9.2 statistisk software (SAS Institute, Inc., Cary, NC).

Etiske Komité Godkendelse

Undersøgelsen blev koordineret og sponsoreret af Centro di riferimento Oncologico , National Cancer Institute, Aviano, Italien, i henhold hertil til Helsinki-deklarationen Princip. Brugen af ​​blodprøve kollektion blev godkendt af CRO, institutionel Board: RC linea 4. Alle patienter skal skriftligt informeret samtykke til genetisk analyse før ind i studiet, blev dette samtykke anses for tilstrækkelig og godkendt af Institutional Review Board

Resultater

Sammenslutninger af HLA /KIR med komplet respons Priser

Tilstedeværelse af KIR2DL5A, 2DS5, 2DS1, 3DS1 og KIR3DS1 /HLA-BW4-I80 var forbundet med forbedrede CR satser (CR versus PR + SD + PD) med yderste periferi spænder fra 2,1 til 4,3 (p 0,05, tabel 2). Omvendt blev fravær af KIR2DS4 og 3DL1 associeret med en forbedret CR (OR 3,1, 95% CI 0,0-0,5, s 0,001, tabel 2). KIR haplotype analyse viste, at B /B haplotype, herunder KIR2DL5A, 2DS1, 2DS5, og 3DS1, men ikke KIR2DS4, var hyppigere hos patienter med CR (33,3%) end i andre patienter (4,8%) (eller 5,45, 1,5- 19.1, s 0,013). A /A og A /B-haplotyper indeholder kun KIR2DS4 som fælles aktivering KIR gen, efter aftale med det koncept, aktivering af KIR (Akir) gener er normalt forbundet kun med gruppe B haplotype, et stigende antal Akir gener (med deres beslægtede HLA bærer) var associeret med forbedret CR (p 0,001, figur 1).. Ingen af ​​patienterne og tumor egenskaber opført i tabel 1 var forbundet med CR satser (p 0,05, data ikke vist).

KIR gen analyse viser en tendens (chi i anden-test for trend, p 0,001) mellem et stigende antal Akir gener (KIR2DS3 og KIR2DS5; ligand ukendt) eller Akir /HLA-ligand (KIR2DS1 /HLA-C2, KIR2DS2 /HLA-C1, KIR2DS4full /HLA-Cw * 04, KIR3DS1 /HLA-BW4) og sats på CR.

Analyse af KIR og deres HLA ligander genotypning, viste en højere CR sats, når man kombinerer KIR3DS1 med HLA-BW4-I80, end når de kombineres enten med HLA-BW4-T80 eller HLA-Bw6 (ikke anerkendt af KIR3Ds) eller i tilfælde af fravær af KIR3DS1 genet, hensyn til andre patienter (PR + SD + PD) (tabel 2). Blandt forskellige KIR-gener, den aktiverende KIR3DS1 og den inhibitoriske KIR3DL1 segregerer som alleler af samme KIR3DL1 /S1 locus og KIR3DL1 og formodentlig KIR3DS1 er receptorer for en samme delmængde af HLA-B-alleler. Inden for HLA-BW4-I80 ligand, de 3 forskellige kombinationer af KIR3DS1 og KIR3DL1 (dvs. tilstedeværelse /fravær, nærvær /tilstedeværelse, fravær /tilstedeværelse, henholdsvis) antydede en tendens til øget CR sats i nærvær af KIR3DS1 (p 0,016 , fig. 2).

NK effektorfunktioner bestemmes af den kumulative signal genereres via ligering af aktiverende og inhibitoriske NK celle receptorer med deres formodede HLA ligand på målceller. Aktivering (KIR3DS1) og inhibitoriske (KIR3DL1) receptorer er gener af en samme locus og har tilsvarende HLA-B ligandspecificitet med således en mulig afvejning rolle i NK-respons. Den KIR3D receptoren kan genkende HLA-B-molekyler bærer BW4 fælles epitop (BW4-I80 og BW4-T80 varianter), men ikke Bw6 motiv. Figuren viser en højere frekvens af patienter med CR hos patienter, der bærer KIR3Ds med BW4-I80 ligand (10%) end hos patienter med BW4-T80 (0%) eller Bw6 /6 (4%). Blandt HLA-BW4-I80-ligand, er tilstedeværelsen af ​​KIR3DS1 genet er forbundet med en tendens til forbedret CR sats (Chi square test for trend, s 0,016). + Og – angiver tilstedeværelse eller fravær af genet, henholdsvis

Sammenslutninger af HLA /KIR med Samlet overlevelse og tid til progression

Blandt patientkarakteristika, kun kirurgisk resektion af lokalt tilbagevendende. kræft forbedret OS satser sammenlignet med patienter, som ikke har kirurgisk resektion (median 25,1 vs 14,4 måneder, HR 2.1, s 0,001, figur 3A, tabel 3 og tabel S1)

B) Kaplan-Meier. afbildninger af sammenhængen mellem KIR2DS5 og OS. OS kurver af patienter med KIR2DS5 (fast sort linje), eller uden genet (-, rød stiplet linie). Implikationen af ​​dette resultat kunne ikke undersøges nærmere som liganden af ​​KIR2DS5 ikke er blevet identificeret endnu. C) Kaplan-Meier-kurver over sammenhængen mellem KIR3DL1 /HLA-B og OS. OS kurver af patienter med KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 (fast sort linje), KIR3DL1 /HLA-BW4-T80 (stiplet rød linje), eller uden enten en (- /-, grøn stiplet linje). D) Kaplan-Meier-kurver over sammenhængen mellem en kombination af kirurgi, KIR2DS5 og KIR3DL1 /HLA og OS. Ja og Nej refererer til tilstedeværelsen eller fraværet af radikal kirurgi, hhv. – Henviser til fraværet af genet. Kaplan-Meier-metoden, og log-rank blev anvendt til at teste forskellene mellem undergrupper. 0,95 LCL og 0,95 UCL; nedre og øvre 95-percentil, henholdsvis; CI (95%); 95% konfidensinterval.

Blandt genotyper (tabel S1), tilstedeværelsen af ​​KIR2DS5 genet (figur 3B) og KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 (figur 3C) var associeret med forbedret OS , mens KIR3DL1 /HLA-BW4-T80 (HR 2.8, s 0,001) eller et ikke interagerende KIR3DL1 receptor (- /-) (HR 1.8, s 0,007) var forbundet med dårligere OS. Median OS var 25,1 måneder i KIR2DS5 patienter, 29,4 måneder (22.7-43.0) i KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 patienter, 14,7 måneder (11.7-22.3) i KIR3DL1 /HLA-BW4-T80 patienter og 21,6 måneder (18,6-26,7 ) hos patienter uden KIR3DL1 /HLA-BW4 (enten I80 eller T80 eller fravær af KIR3DL1).

i multivariate analyse, herunder den eneste klinisk karakteristik forbundet med OS (radikal kirurgi) og KIR /HLA genotyper, kirurgi og KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 beholdt en selvstændig effekt på OS (HR 2.0, s 0,001 og HR 2,7-1,8, s 0,001-0,006 henholdsvis) (tabel 3). Effekten af ​​sammensatte patienter, som havde (eller ej) radikale indgreb, der havde (eller ej) KIR2DS5 gen, der er delvist i koblingsuligevægt med KIR3DL1 (https://www.allelefrequencies.net/kir6010a.asp. Besøgt 2012 ktober 17) og KIR3DL1 /HLA-B-par på OS er illustreret i figur 3D. Median OS var 43,0 måneder hos patienter behandlet med kirurgi, uden KIR2DS5 men KIR3DL1 /BW4-I80 + genotype og 13,7 måneder i patienter uden kirurgi behandling, og som har en genotype, herunder KIR2DS5 men ingen KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 par gener.

til analysen af ​​TTP, hverken individuelle KIR gener eller kombinationer af KIR /HLA-gener var signifikant associeret med TTP (p 0,05, data ikke vist)

diskussion

undersøgelsen,. for første gang, har undersøgt den kliniske relevans af KIR /HLA gen kombinationer i FRK patienter og FOLFIRI behandling. Afhængig af /HLA kombinationen KIR, tumor respons og OS afveg blandt patienter, som havde lignende kliniske og tumor egenskaber. Kun to studier har undersøgt fordelingen af ​​KIR og HLA-gener i CRC prøver [36]; [37], men disse undersøgelser analyseres kun KIR /HLA frekvenser i kræftpatienter sammenlignet med normale kontrolpersoner med det formål at teste virkningen af ​​KIR /HLA-status på individets modtagelighed for CRC.

Der er sket fremskridt i de seneste år i metastatiske kolorektal kræft behandlinger, med indførelsen af ​​nye molekylært målrettede midler som antistoffer mod VEGF eller EGFR mål; ikke desto mindre sats af lange overlevende er lave. NK-celler levere første line forsvar mod ondartet transformerede celler [38]; [39] og de seneste beviser for brugen af ​​antistoffer blokerer immunosuppressive receptoren programmeret celledød 1 (PD-1) vej understregede den centrale rolle, genindføringsstation af værtens immunsystem og forstærke NK-cellemedieret cytotoksicitet i flere tumor prognose [40 ]; [41], herunder CRC [3]. Endvidere er nogle af de klinisk godkendte terapeutiske antistoffer til behandling af cancer, såsom cetuximab og rituximab, anses for at fungere delvist gennem udløsning NK-cellemedieret ADCC-aktivitet [42]. Samlet, trods den centrale rolle af NK-celler i værtsimmunresponser og den omstændighed, at KIR /HLA-gen-system er den vigtigste receptor-systemet i stand til at modulere NK celle funktion, har KIR /HLA-genotyper på det kliniske resultat i mCRC været væsentlige uudforsket .

analysen af ​​KIR /HLA genetiske sammensætning af mCRC patienter foreslår, at tilstedeværelsen af ​​KIR’er 2DL5A, 2DS5, 2DS1 og 3DS1 /HLA-BW4 ligand par og fravær af KIR2DS4 og 3DL1 (tabel 2, fig 1-2) kunne have indflydelse på sandsynligheden for at opnå en radiologisk respons efter kemoterapi. Således i vores serie patienter, der viser en mere aktivator haplotype (f.eks haplotype B /B), og især KIR3DS1 /HLA-BW4-positive NK-celler i fravær af deres modvirkende inhibitor KIR3DL1 receptorgen, bør være mere tilbøjelige til at cytolytisk aktivitet og CR end . andre patienter

State of the art for KIR /HLA genotyper indikerer, at KIR /HLA kombinationer hæmmer NK-celler med forskellige intensiteter [43]; [44], og at NK-celler vil blive aktiveret, når inhibering er fjernet, så aktivering skal involvere stimulatoriske receptorer [45]. Desuden blev et fald tendens til NK cytolitic aktivitet dømt modtagende målceller, som har HLA-C2 (stærk), HLA-C1 (beskedne), HLA-BW4 (svag cytolitic aktivitet), og derefter ikke har nogen mangler-selv ligand [ ,,,0],46]; [47]. Derfor kan NK celler, der har inhiberende KIR-receptorer med en lavere aviditet til HLA-ligand (og dermed har en nedsat inhiberende funktion i forhold til andre KIR’er) og har mange aktivator KIR receptorer udviser en forøget NK-medieret cytolyse af målceller. For eksempel er tilstedeværelsen af ​​den stærke aktiverende receptor KIR2DS1 med dens beslægtede HLA-C2-ligand var mere tilbøjelige til at dræbe HLA-C2 + celler [48], og dette var forbundet med øget progressionsfri overlevelse (PFS) i kronisk lymfatisk leukæmi patienter [49 ]. Desuden har blokken af ​​inhiberende KIR /HLA interaktion blevet viste at falde leukæmi progression i en

in vivo

dyremodel [50]. Hos patienter behandlet med autolog hæmatopoietisk stamcelletransplantation for høj risiko for neuroblastom, blev fraværet af funktionel hæmmende KIR /HLA kombination forbundet med en lavere risiko for død og progression [51]. En øget NK-cellemedieret cytotoksisk aktivitet opnået ved at blokere den inhiberende receptor PD-1 upexpressed på NK-celler fra patienter med flere faste tumorer, herunder CRC [52] var også forbundet med en holdbar cancer regression [3]. Vores resultater er således i overensstemmelse med den hypotese, at tilstedeværelsen af ​​aktivator KIR’er (dvs. høje antal aKIRs og tilstedeværelsen af ​​KIR3DS1 /HLA-BW4-I80, fig. 1 og 2) har en gavnlig virkning på tumorrespons. Det er kendt, at kemoterapi kan fremkalde distinkte mønstre af HLA cross-præsentation af tumor-frigivet antigener til cytotoksiske T-celler [20]; [53], og at antitumorvirkninger af kemoterapi kan ændres ved NK-celler [21]; [22]; [25]. Nedregulering af antigenpræsentation af HLA maskiner og en reduktion i antallet af T-celler infiltrerer tumorstedet har været forbundet med dårligere prognose [54]; [55]. Desuden NK celletal i tumorlejer [11]; [12]; [53]; [56] har vist sig at være gunstige prognosticators, også i CRC. Vores data synes at supplere disse observationer, tyder på, at, afhængig af en mere lydhør NK celle fænotype (antal aKIRs) og specifikke aktiverende /hæmmende KIR /HLA par (f.eks KIR3D /HLA-BW4), kunne tumorrespons være mere eller mindre effektive , hvilket fører til en forskellig grad af reduktion i størrelsen af ​​primære tumorer. På celleniveau, kan disse virkninger medieres af en forøget akkumulering af aktivator KIR-receptorer på NK-celler og effektive HLA-ligander i tumorceller øger NK-medieret tumor immunitet. Ved analogi med de resultater, i andre situationer, kan resultatet af cytolyse være mere effektiv, når en lav dosis af målceller er til stede, men ikke tilstrækkeligt effektiv i forbindelse med højdosis af målceller hos hvem det medfødte immunrespons er sandsynligt overvældet [57]. Ved samme måde er det sandsynligt, at nogle peptider (nye eller kun mere rigelige) kan præsenteres af HLA at Kir i løbet af cancervækst eller endog redigeret grund mCRC behandling og herved at peptider /HLA-komplekser kan påvirke NK cellefunktion ved tumorstedet [58]; [59] – [64]

Blandt karakteristika patienter, kun kirurgi ups OS.. Data fra KIR og KIR /HLA genotype af univariat analyse identificeret to KIR’er forbundet med overlevelse tidligere fundet i forbindelse med CR; Den KIR2DS5 og KIR3DL1. Efter multivariate sammenligning med kirurgi, kun KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 forbliver statistisk signifikant, hvilket indikerer, at KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 genotype var stærkt prædiktiv for overlevelse uafhængigt af kirurgi (tabel 3). Da i) til dag liganden KIR2DS5 er ukendt, ii). KIR2DS5 er i positiv bindingsuligevægt med KIR3DL1 genet (LD 30), iii) KIR3DL1 og 3DS1 er gener af en samme locus, iv) KIR3D genotype og kirurgi er uafhængige faktorer (tabel 3), vi evalueret deres virkninger ved sammensatte KIR gener i OS Kaplan Meier-kurver over patienter, der tidligere er behandlet med kombineret kirurgi og kemoterapi eller kun behandles med kemoterapi, fordi kirurgi ikke var angivet. Resultaterne viste patienter med et bedre OS fra de andre (median OS 79.4 til 22,9 måneder); den bedste øget OS blev fundet, når både KIR3DL1 og 3DS1 gener af samme locus var i nærværelse af deres HLA modstykke BW4-I80 (median OS 79.4 måneder); patienter, der gjorde modtage en kirurgisk behandling eller havde en HLA-BW4-T80-genet (2 uafhængige faktorer) havde alle en værste OS (median OS 14,4 måneder, figur 4). Med tanke, at CR blev fundet associeret med et mere aktiverende NK cellefænotyper og at CR blev forbundet med en øget i OS, vores arbejdstid hypotese er, at inhiberende KIR3DL1 /HLA-BW4-I80 og fraværet af KIR2DS5 genotyper fundet forbundet med en øget OS var determinanter af NK-celle delmængde, der har en funktionel potentiale for en inhiberende fænotype, som er nødvendig for at opretholde sygdomskontrol og forlænge overlevelse. Denne observation svarer til dem, der findes under akut virusinfektion; I løbet fx akut human immundefekt virus type 1-infektion, NK-celle ekspansion kan først forbundet med en ikke-specifik ekspansion af aktiverende KIR-udtrykkende NK-celler, som imidlertid efterfølges af forekomsten af ​​en beskyttende KIR3DL1 + udtrykker NK-celler , men kun i overværelse af deres formodede, HLA-BW4-I80 ligand [65]. Alligevel blev inhibitoriske KIR HLA par påvist at spille en kritisk rolle ved modulering NK-celle funktion under NK udvikling, ja ekspressionen og engagement af inhiberende receptorer ved dens ligand er nødvendig for overgangen af ​​CD56

lyse NK-celler til terminalt differentieret og mere potent cytotoksiske CD56

dimNK celler [16]; [66] og desuden hæmmende KIR udtryk med en fremtrædende rolle KIR3DL1 /BW4, nødvendiggør erkender selv HLA under deres modning til fuldt funktionelle celler med cytotoksiske kompetence og antistof-cellecytotoksicitet (ADCC) [66]. For nylig resultaterne af KIR /HLA genotype som resultatet prædiktorer for hepatitis C-virus-relaterede hepatocellulært carcinom støtte en central rolle af cytotoksiske NK-celler, der har en hæmmende KIR2DL2 /2DL3-HLA-C1 + fænotype hos patienter, som viser et positivt resultat [67] samt i dem med spontant løse akut HCV-infektion [68]. Vi formoder, at HLA-BW4-I80 i vores tilfælde kan afgive kritiske signaler til KIR3DL1 + NK celler tillade dem at udvikle sig til højfunktionelle killers der er i stand til at reagere aggressivt til målceller, hvilket således resulterer i mere potente NK cellepopulationer [65]; [69]; [70]. Vore data af øget CR hos patienter med KIR3DS1 og derefter OS, hos patienter med KIR3DS1 og /eller KIR3DS1 plus KIR3DL1 gener, der interagerer med deres HLA-BW4-I80 ligand understøtter denne hypotese (figur 4).

OS Kaplan-Meier overlevelseskurver (trunkerede på 80 måneder) af patienterne stratificeret på patienter med de identificerede bedre (a faktorer) og værre (B faktorer) prognostisk kombination af gener og kirurgisk behandling.

Desuden en mængde beviser fra genetiske associationsstudier understøtter den biologiske betydning, ikke alene af interaktionen mellem KIR3DL1 med HLA-BW4 men også den funktionelle variation set med forskellige KIR3DL1 og KIR3DS1 og HLA-allotyper (gennemgået i [71]). I denne konkurrence aktiverende (KIR3DS1) og inhibitoriske (KIR3DL1) receptorer kan genkende et forskelligt sæt HLA molekyler (HLA-BW4-I80, HLA-BW4-T80) og /eller forskellige HLA-peptidkompleks binding [36]; [59]. Den dramatiske reduktion af HLA-T80-molekylet, som er kendt for at have en lavere affinitet for KIR3D receptorer, på patientens udfald i vores serie, er vist i figur 3C.

Endelig ved at føre til en reduktion i antal målceller, i overensstemmelse med tidligere resultater, der KIR receptorer og HLA-ligander kan være mere effektive, når det medfødte immunrespons ikke er sandsynligt overvældet [57], kirurgi viser en selvstændig effekt af KIR /HLA genotype til OS af patienterne. KIR3DL1 /BW4-I80 genotype fører til øget OS af patienten, når en radikal kirurgi var blevet udført, mens tilstedeværelsen af ​​en stor masse af tumorceller ikke behandles ved kirurgi flader den gavnlige virkning af KIR /HLA genotype til OS.

Dette er så vidt vi ved den første undersøgelse adressering relevansen af ​​KIR genotypen på prognosen for mCRC behandlet med FOLFIRI regiment.