Abstract
Bakgrunn
CD26, dipeptidylpeptidase IV, ble oppdaget først som en membran-assosiert peptidase på overflaten av leukocytter. Vi har tidligere vist at en subpopulasjon av CD26
+ celler ble assosiert med utviklingen av fjernmetastaser, forsterket invasivitet og chemoresistance i kolorektal cancer (CRC). For å forstå den kliniske effekten av CD26, ble ekspresjonen undersøkt i CRC pasientprøver. Denne studien undersøkte den prognostiske betydningen av svulst CD26 uttrykk hos pasienter med CRC. Undersøkelse av CD26
+ celler har betydelig klinisk effekt for prediksjon av fjernmetastaser utvikling i tykktarmskreft, og kan brukes som et utvalgskriterium for videre behandling.
Metoder
Tumor CD26 uttrykk nivåer ble studert ved immunhistokjemi hjelp Formalin fiksert parafin innebygd (FFPE) vev i 143 pasienter med CRC. Tumor CD26 uttrykk nivåer var korrelert med clinicopathological trekk ved CRC pasienter. Den prognostiske betydningen av tumorvev CD26 uttrykk nivåer ble vurdert ved univariate og multivariate analyser.
Resultat
CD26 uttrykk nivåer i CRC pasienter med fjernmetastaser var betydelig høyere enn i ikke-metastatisk. Høye uttrykk nivåer av CD26 var signifikant assosiert med avansert tumor iscenesettelse. Pasienter med høy CD26 uttrykk nivå hadde signifikant dårligere total overlevelse enn de med et lavere nivå (p 0,001).
Konklusjoner
uttrykk for CD26 var positivt assosiert med clinicopathological korrelasjon som TNM iscenesettelse, grad av differensiering og utvikling av metastaser. Et høyt CD26 uttrykk nivå er en prediktor for dårlig resultat etter reseksjon av CRC. CD26 kan være et nyttig prognostisk markør hos pasienter med CRC
Citation. Lam CS-C, Cheung AH-K, Wong SK-M, Wan TM-H, Ng L, Chow AK-M, et al . (2014) Prognostic Betydningen av CD26 hos pasienter med tykktarmskreft. PLoS ONE 9 (5): e98582. doi: 10,1371 /journal.pone.0098582
Redaktør: Hiromu Suzuki, Sapporo Medical University, Japan
mottatt: 12 februar 2014; Godkjent: 05.05.2014; Publisert: 28. mai 2014
Copyright: © 2014 Lam et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
tykktarms~~POS=TRUNC kreft~~POS=HEADCOMP (CRC) er den tredje vanligste. malignitet og ledende årsak til kreft dødsfall i verden [1]. Omtrent 50% av pasientene med CRC utvikle levermetastaser, kreftpasienter med metastase har høyere dødelighet enn bare primærtumor alene [2], [3]. Leveren er den vanligste stedet av fjernmetastaser i CRC pasienter med dårlig prognose. Derfor forstå den biologiske mekanismen av metastaser er viktig for prognose av metastaser i CRC
CD26 -. Også kjent som dipeptidylpeptidase IV, er en 110-kDa celleoverflateglykoprotein protein med flere funksjoner, og er mye uttrykt i de fleste celletyper, inkludert T-lymfocytter, endotelceller og epitelceller. Det er et type II membranbundet protein og medlemmer av prolyl-peptidase familie med karboksyenden overfor ekstracellulære rom. Det er også sammensatt av en transmembranregion og en kort cytoplasmisk domene. CD26 virker som annen prolyl peptidase familie: dets karboksyterminale ekstracellulære domene regulerer virksomheten til en rekke cytokiner og kjemokiner ved fjernelse av den N-terminale dipeptidet fra polypeptider med prolin eller alanin i den nest siste posisjon [4], [5]. CD26 kan hydrolysere aminosyre på matriksmetalloproteinase [6]. CD26 ble demonstrert som en bindingspartner med fibronektin og kollagen i en rekke eksperimentelle betingelser [7], [8], [9]. CD26 samhandler med type I og III kollagen og fibronectin, som proteolyse ECM og resultere i lette kreftceller migrasjon, invasjon og metastasering [10], [11], [12], [13]. Basert på dens evne til å regulere biologiske molekyler gjennom dets enzymatiske aktivitet, kan CD26 fungere som en tumor suppressor eller aktivator.
Laboratoriet tidligere vist at en subpopulasjon av CD26
+ celler ble assosiert med utviklingen av fjernt metastase i tykk- og endetarmskreft gjennom binding til ekstracellulære matrix komponenter som fibronectin og kollagen, og regulerer uttrykket av EMT markører [13]. I tillegg til sin ekspresjon på tumorcelleoverflaten, den avkortede form (sCD26 /DPPIV) er også til stede i kroppsvæsker som serum, og dens nivå er korrelert med tumorstatus og virkemåte for visse kreftformer. Serum CD26 nivåer ble foreslått som en tidlig diagnose og prediktiv markør for kolorektal kreft [14]. Høyere nivåer av sirkulerende CD26 har blitt identifisert i CRC pasienter med metastatisk sykdom [15]. Alle disse studiene antydet at CD26 er en potensiell biomarkør for CRC diagnose og prognose. Pasientens prøver er en annen måte å bli brukt for å påvise CD26 ekspresjon nivå ved immunohistokjemi. Derfor er målet med denne studien var å avklare den prognostiske betydningen av CD26 uttrykk hos pasienter med tykktarmskreft.
Pasienter og metoder
Ett hundre og førti tre pasienter (81 menn og 62 kvinner ; median alder 73, range 29-92 år) som gjennomgikk reseksjon av CRC ved Queen Mary Hospital, The University of Hong Kong, mellom august 2008 og november 2011 ble studert. Ingen pasienter hadde fått noen preoperativ behandling. Prøvene ble fiksert med formalin og embedded med parafinvoks. Studien ble godkjent av Institutional Review Board ved University of Hong Kong /Hospital Authority Hong Kong West Cluster (HKU /HA HKW IRB), og skriftlig informert samtykke er innhentet fra pasienter for deltakelse.
For å evaluere den prognostiske betydningen av CD26 uttrykk i CRC pasienter, ble sammenhengen mellom CD26 uttrykk og overlevelse undersøkt. Fem mikrometer vevssnitt ble kuttet og gjenfinning antigen ble oppnådd ved koking av delene i sitronsyre-buffer, pH 8,0, i en ovn i 10 minutter. Tilstøtende normalt vev kolorektale ble anvendt som kontroller og negative kontroller ble utført ved å erstatte det CD26-antistoff (Novus Biologicals, LLC) med fosfatbufret saltvann. Positive signaler ble evaluert ved to uavhengige bedømmere som ikke var klar over kliniske resultater, i fem felter under lett mikroskopi ved en forstørrelse på 400X. Fargeintensitet ble scoret som følger: 0-negativ farging; 1-svake flekker; 2-moderat farging og tre-sterk farging.
Alle clinicopathological data og oppfølgingsresultater ble samlet prospektivt i en elektronisk database. Svulster ble iscenesatt i henhold til patologisk tumormetastaser (TNM) klassifisering. Alle pasientene ble overvåket hver 3. måned for påvisning av eventuelle tilbakefall eller fjernmetastaser. Den siste pasienten i kohorten hadde blitt fulgt i 21 måneder.
Statistisk analyse
χ
2 test (eller Fisher eksakt test der det er aktuelt) ble brukt for nominelle størrelser. Overlevelse ble beregnet ved Kaplan Meier-metoden og sammenlignet mellom grupper ved log rank test. Multivariat analyse av prognostiske faktorer ble utført av Cox proporsjonal risikomodell. Alle statistiske analyser ble utført av SPSS 16 for Windows statistisk programvare (SPSS, Chicago, IL). P-verdi. 0,05 ble ansett som statistisk signifikant
Resultater
CD26 ble uttrykt i CRC vevsprøver med ulike uttrykk nivåer som ble klassifisert i fire grupper etter deres fargeintensitet (sterk, moderat, svak og negativ farging) (fig. 1). Den CD26 Ekspresjonsnivået er videre klassifisert i høy (fargeintensitet 2, 3) og lav (fargeintensitet 0, 1) ekspresjon. Den mulige forbindelse mellom CD26 ekspresjon nivå og clinicopathological data ble også undersøkt (tabell 1). Det var ingen signifikant sammenheng observert mellom CD26 uttrykk nivå og alder, kjønn eller tumorstørrelse. Men betydelig høyere CD26 uttrykk ble korrelert med dårlig differensiert tumor, sent TNM stadium, og tilstedeværelse av metastaser (spesielt levermetastaser). Videre CD26 uttrykk var signifikant assosiert med TNM stadium III og stadium IV (tabell 2).
Henholdsvis
(A-D) Kolorektalkreft pasientprøve med sterk, moderat, svak og negativ CD26 flekker,. (E) Normal tykktarm. Forstørrelse med 200x og 400x.
Median oppfølging varighet av de 143 pasientene med CRC var 32 måneder (spredning 0-60). 1-, 3- og 5-års overlevelse priser var 91, 66 og 66 prosent hos pasienter med høyt CD26 uttrykk, og 96, 94 og 78 prosent i de med lave CD26 nivåer (
P
0,001) (figur 2A).. Overlevelseskurven til CRC pasienter inkludert i denne studien er plottet i Figur 2B. Median sykdomsfri overlevelse var 33 måneder (spredning 0-60) og prosenter av svulst tilbakefall var 25,2% og 5,1% for pasienter med høy og lav CD26 uttrykk i fem år, henholdsvis. Det betyr at sykdomsfri overlevelse av pasienter med høyt CD26 uttrykk var betydelig dårligere enn for pasienter med lav CD26 nivå (
P
= 0,001). Resultatene vist i Figur 3 tyder på at det var signifikante forskjeller mellom pasienter med metastaser og de uten metastaser i enten total overlevelse (
P
0,001) eller sykdomsfri overlevelse (
P
0,001). Prosentene av svulst tilbakefall var 44,4% og 3,4% for pasienter med fjernmetastaser og uten fjernmetastaser i fem år, henholdsvis.
A) Kaplan-Meier kumulative totale overlevelseskurver av CRC pasienter med høyt (uttrykk nivå 3 og 2) og lav CD26 ekspresjon. P 0,001 (log rank test). B) Kaplan-Meier sykdomsfri overlevelse for CRC pasienter stratifisert ved høy og lav CD26 uttrykk. P = 0.001 (log rank test).
A) Kaplan-Meier kumulative totale overlevelseskurver av CRC pasienter med metastaser og ingen metastaser. P 0,001 (log rank test). B) Kaplan-Meier sykdomsfri overlevelse for CRC pasienter stratifisert ved metastaser og ingen metastaser. P 0,001 (log rank test)
I tillegg CD26 uttrykk, tabell 3 viser resultatene av en univariat analyse av pasientens clinicopathological funksjoner som kan påvirke prognosen.. Fra disse parametrene, bare TNM stadium, metastatisk status og levermetastaser hadde betydelig langsiktig utfall i denne studien.
Når CD26 uttrykk (høy versus lave nivåer) ble inngått en Cox regresjonsanalyse sammen med disse tre faktorene, bare metastatisk status ble identifisert som uavhengige prognostiske faktorer av total overlevelse (tabell 4A). Men CD26 uttrykk nivå var en uavhengig prognostisk faktor for total overlevelse når CD26 uttrykk ble inngått en Cox regresjonsanalyse sammen uten metastatisk status (tabell 4B).
For å studere responsen av kjemoterapi, CRC pasienter med forskjellig CD26 ekspresjon ble analysert med eller uten kjemoterapi (5-FU eller oksaliplatin) (fig. 4). Resultatet viste at høy CD26-ekspresjon ble forbundet med dårligere total overlevelse enten med eller uten kjemoterapi (P = 0,013 og 0,012 henholdsvis). På den annen side var det ingen signifikant effekt av kjemoterapi på CRC pasienter med høy eller lav CD26 ekspresjon (fig. 5). Figur 5A tyder på at CRC pasienter med høyt CD26 uttrykk synes har bedre overlevelse for det første året med kjemoterapi, men overlevelsen ble verre etterpå.
Kaplan-Meier kumulative totale overlevelseskurver av CRC pasienter med (A) og uten (B) kjemoterapi. P = henholdsvis 0,013 og 0,012 (log rank test).
Kaplan-Meier kumulative totale overlevelseskurver av CRC pasienter med høy (A) eller lav (B) CD26 uttrykk. P = 0,514 og 0,661 henholdsvis (log rank test).
Diskusjoner
Tykktarmskreft (CRC) er en av de mest ledende årsak til kreft dødsfall i verden på grunn av asymptomatiske tidlig stadium og det meste diagnose i avanserte stadier [1]. Den fem års overlevelse av CRC pasienter med metastatisk sykdom er mindre enn 10% [16]. Koloskopi og blod i avføringen test (FOBT) i avføring er de to mest vanlige screening verktøy for CRC [17], [18], [19]. De har imidlertid forskjellige ulemper og begrensninger, som høy pris for befolkningen med lav risiko, ubehag for pasienten eller lav følsomhet [20]. Foruten en asymptomatisk tidlig stadium, er metastase den viktigste årsaken til høy dødelighet i CRC. For å forutsi utfallet av tykktarmskreft nøyaktig, har det vært stor interesse for å utvikle faktorer som kan bidra til diagnose eller prognose fordi overlevelse kan bli dramatisk forbedret ved tidlig oppdagelse og behandling av CRC [21].
CD26 er en multifunksjonell celleoverflateglykoprotein protein med indre dipeptidylpeptidase IV (DPPIV) aktivitet som er mye uttrykt i de fleste celletyper. Celleoverflaten proteaser delta i kreft progresjon og malign transformasjon ved å tilrettelegge tumorcelle invasjon og metastasering [22]. Yamada K
et al
. nylig vist at anti-CD26 monoklonalt antistoff indusert nukleær lokalisering av CD26 fra celleoverflaten, noe som kan hemme tumorcellevekst [23]. Flere studier har indikert at serum CD26 kan være en tidlig diagnostisk markør for kolorektal kreft [15], [24], [25]. Men de gjorde ikke avklare om CD26 uttrykk hatt noen selvstendig prognostisk betydning. Videre ble rapportene i konflikt i konsentrasjonen av løselig CD26 i CRC-pasienter: en studie funnet at oppløselige CD26 var signifikant høyere hos friske donorer, men en annen rapport viste høyere nivå av oppløselig CD26 ble påvist i CRC-pasienter. Det varierer mellom ulike papirer, noe som kan skyldes ulike deteksjonsmetoder i studien (en brukt ELISA-analyse og en annen brukt en analyse for enzymaktivitet).
Vår tidligere studie har tydelig demonstrert at en undergruppe av kreftceller med CD26 uttrykk var assosiert med metastatisk progresjon og chemoresistance av tykktarmskreft [13]. Basert på våre tidligere funn, vi videre undersøkt de potensielle prognostiske egenskapene til CD26 uttrykk på CRC pasientens prøver.
I denne studien våre resultater viste at høye CD26 uttrykk nivå var en signifikant prediktor for både redusert total overlevelse (
P
0,001, log rank test) og sykdomsfri overlevelse (
P
= 0,001) hos pasienter med CRC henhold univariat analyse, noe som betyr at høyere CD26 uttrykk har dårligere overlevelse og høyere frekvensen av tilbakefall. Selv om det ikke er noen sammenheng mellom CD26 uttrykk og alder, kjønn eller tumorstørrelse, en betydelig forskjell i grad av differensiering (
P
= 0,029, chi-kvadrat-test), TNM stadium (
P
0,001) eller metastatisk status (
P
0,001) viser at CD26 uttrykk var positivt assosiert med tumor differensiering, invasjon og metastasering. Det indikerte at høyere CD26 uttrykk hadde dårligere differensiering og høyere potensial for å utvikle fjernmetastaser. Videre CD26 har også betydelig høyere uttrykk på TNM stadium III (
P
= 0,037) eller stadium IV (
P
0,001), som viste at høyt uttrykk av CD26 var assosiert med sen TNM stadium. I multivariat analyse, er CD26 uttrykk en langsiktig overlevelse uavhengig patologisk variabel som har kliniske implikasjoner når man sammenligner med tumorstadium (
P
= 0,028). Det indikerte at CD26 ekspresjon var en mer betydelig prognostisk markør enn TNM stadium. Men i multivariat analyse inkludert metastatisk status, CD26 uttrykk var ikke en uavhengig prediktor for total overlevelse som kan skyldes dominerende effekten av metastatisk status på pasientens overlevelse.
CD26 har en funksjon av binding til ekstracellulære matrix proteiner som kan ha en rolle i tumor migrasjon og metastase. Nylige studier har vist at CD26 bindes til fibronektin og type 1 kollagen, som er viktige komponenter i den ekstracellulære matriks, for å lette den metastatisk progresjon og invasive fenotype i CRC gjennom nedregulering av E-cadherin [26], [27], [ ,,,0],28]. I tillegg, ble CD26 + -celler vist seg å ha større kreft stamcelle egenskaper og chemoresistance sammenlignet med CD26- celler [13]. Våre tidligere funn tyder også på at CD26-proteinet i CD26 + -celler ikke bare gi dem adhesjon til både fibronectin og type I kollagen, men også gi dem EMT-lignende egenskaper, noe som bidrar til den invasive fenotype, og metastatisk kapasitet av de CD26 + -celler. Det er i tråd med våre funn at CD26 uttrykk er signifikant assosiert med metastatisk status (
P
0,001). Til sammen gir det en potensiell forklaring på hvorfor høyere CD26 uttrykk er assosiert med dårligere overlevelse i CRC-pasienter.
De nye metastaser er fortsatt ofte utviklet selv svulsten responsen har blitt forbedret for systemisk kjemoterapi på CRC. Det er mer enn 80% in situ tumorer for CRC pasienter selv etter tilsynelatende fullstendig radiologisk respons på kjemoterapi for levermetastaser [29]. Som vist i våre tidligere in vitro og in vivo studier, var CD26 + kreft stamcellepopulasjon forbedret chemoresistance [13]. Derfor kan CRC pasienter med høyt CD26 uttrykk klarer å utrydde CD26 + celler i henhold kjemoterapeutiske behandlinger som førte til anrikning av CD26 + celler og til slutt føre til ytterligere metastase og lavere overlevelse etter første året med behandling. Kjemoterapi (5-Fu og oksaliplatin) viste ingen forbedring på CRC pasienter overlevelse etter kirurgisk reseksjon, er det avgjørende for utvikling av nye terapeutiske strategier rettet mot slik CD26 + kreftstamcelle.
Carcinoembrynoic antigen (CEA) er en svulst -associated antigen som ble identifisert i CRC vev i 1965 [30]. Pasientens sera CEA nivå, som har svulster i fordøyelseskanalen, ble brukt som en mest vanlig diagnostisk og prognostisk markør for CRC [31], [32], [33], [34]. Imidlertid ble de postoperative CEA verdiene stabilisert seg etter 12
th postoperative uke og gjennomsnittstiden påviselig økning i CEA for CRC pasienter er mer enn 3 måneder [35], som kan miste det mest passende tidspunkt for adjuvant behandling. Tvert imot, kan det CD26 ekspresjonsnivået påvises etter operasjon, og resultatet kan brukes til prognose.
Som konklusjon, våre funn tyder på at prøven CD26 ekspresjonsnivået er en uavhengig prognostisk markør som predikerer overlevelse i betydelig grad før utvikling av metastaser, og det kan gi ytterligere prognostisk informasjon og tillate valg av CRC pasienter med høy risiko for tilbakefall eller tumormetastaseutvikling for adjuvant eller neoadjuvant terapi. CD26 uttrykk kan være en nyttig prognostisk markør for pasienter med CRC etter kirurgisk reseksjon.
