Abstract
Bakgrunn
På vår institutt, har en chemoradioselection strategi blitt anvendt for å velge pasienter for organbevaring på grunnlag av responsen til et første 30-40 Gy samtidig kjemoradioterapi (CCRT). Pasienter med en positiv respons (dvs. chemoradioselected; CRS) har vist bedre resultater enn de med en ugunstig reaksjon (dvs. nonchemoradioselected, N-CRS). Vellykket målretting av molekyler som svekker effekten av chmoradioselection kan forbedre resultatet. Dermed er målet med denne studien var å evaluere foreningen av en roman kreftstamcelle (CSC) markør, CD44 variant 9 (CD44v9), med mobilnettet refraktær mot chemoradioselection i fremskreden hode- og nakke plateepitelkarsinom (HNSCC).
Materialer og metoder
Gjennom en journal søk, ble 102 pasienter med avansert HNSCC behandlet med chemoradioselection 1997-2008 registrert. Ifølge vår algoritme, 30 pasienter var CRC etter induksjons CCRT og 72 pasienter var N-CRS. Ved hjelp av den konvensjonelle immunhistokjemiske teknikk, ble biopsier og kirurgisk fjernet vevsprøver immunostained med anti-CD44v9 spesifikke antistoffer.
Resultater
De indre uttrykk nivåer av CD44v9 i lige snitt korrelerte ikke med den chemoradioselection og pasient overlevelse. Men i N-CRS-pasienter, CD44v9-positive gruppen viste signifikant (
P
= 0,008) dårligere prognose, enn CD44v9-negative gruppe. Multivariate analyser viste at blant fire kandidat faktorer (T, N, respons til CCRT, og CD44v9), CD44v9 positivitet (HR: 3,145, 95% KI: 1,235 til 8,008,
P
= 0,0163) var signifikant korrelert med dårlig prognose, sammen med avansert N stadium (HR: 3,525, 95% KI: 1,054 til 9,060,
P
= 0,0228). Videre overlevelsen av CD44v9-induserte gruppen var signifikant (
P
= 0,04) verre enn CD44v9-ikke-indusert gruppe.
Konklusjoner
CCRT-indusert CD44v9-uttrykker cscs synes å være et stort hinder for å chemoradioselection. CD44v9 målretting synes å være en lovende strategi for å forbedre effekten av chemoradioselection og påfølgende organbevaring og overlevelse
Citation. Aso T, Matsuo M, Kiyohara H, Taguchi K, Rikimaru F, Shimokawa M, et al . (2015) Induksjon av CD44 Variant 9-Uttrykke kreftstamceller Kan dempe effekten av Chemoradioselection og forverrer prognosen for pasienter med avansert hode- og halskreft. PLoS ONE 10 (3): e0116596. doi: 10,1371 /journal.pone.0116596
Academic Redaktør: Torbjörn Ramqvist, Karolinska Institutet, Sverige
mottatt: 24 september 2014; Godkjent: 12 desember 2014; Publisert: 09.03.2015
Copyright: © 2015 Aso 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
Data Tilgjengelighet: All relevant data er innenfor papir
Finansiering:.. Grant-in -Aid for Scientific Research (C) til Muneyuki Masuda
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
til tross for nylige fremskritt i tverrfaglige behandlinger for total overlevelse og livskvalitet for pasienter med langt fremskreden hode- og nakke plateepitelkarsinom (HNSCC) har ikke bedret seg betraktelig det siste tiåret [1, 2] . Dermed etablering av klinisk effektive behandlinger basert på HNSCC biologi er avgjørende. Ved Institutt for Øre og Head and Neck Surgery ved Kyushu-universitetet og dets tilknyttede institutter, har en strategi kalt chemoradioselection blitt brukt som et verktøy for å måle biologiske aggressivitet en individuell svulst siden 1972 [3-5]. I korte trekk, er svarene av svulster evaluert etter 30-40 Gy samtidige chemoradiothepapy (CCRT). Deretter pasienter som viser gode svar (dvs. chemoradioselected, CRS), fortsette å videreutvikle CCRT opp til 60-70Gy, mens de med ugunstige reaksjoner (dvs. ikke-chemoradioselected, N-CRS), gjennomgår radikal kirurgi, noe som ofte resulterer i tap av vitale organer (for eksempel strupehodet). Forbløffende nok CRS pasienter viser signifikant bedre overlevelse og organbevaring uavhengig av deres kliniske stadier, noe som tyder på nøyaktigheten av chemoradioselection [3, 5]. Nylig ble et lignende konsept av chemoselection postulert av en gruppe ved University of Michigan, tilrettelegge bedre organbevaring og overlevelse [6-8]. Hvis således effekten av kjemo- /radioselection er forbedret, mer forbedret overlevelse og organbevaring i pasienter, spesielt de med avansert HNSCC kan det være mulig [1]. Basert på denne spekulasjoner Målet med denne studien er å belyse mekanismene som demper effekten av chemoradioselection å utvikle klinisk effektive målrettet terapi.
I løpet av det siste tiåret har det blitt klart at kreftstamceller (cscs), som er preget av stort potensial for selvfornyelse og forplantning av heterogen tumor, kan være den viktigste årsaken til tumor refraktær mot konvensjonell kjemo- /radioterapi [9]. Overlevelse av en enkelt CSC kan føre til tumor re-vekst, og enda viktigere er blitt foreslått cscs for å være en kilde til fjernmetastaser [9]. I HNSCC ble standard form av CD44 (CD44s) først identifisert som en overflate markør for cscs av Prince et al, og det er uttrykt i 10% av HNSCC-celler [10]. Men resultatene av en immunhistokjemisk undersøkelse, som viste at 60% -95% av cellene i normal epitel på hode og hals, og 60% -100% av HNSCC celler uttrykt CD44s, har kastet tvil om troverdigheten til denne markøren [ ,,,0],11]. I tillegg inokulering av et lite antall CD44s-negative HNSCC-celler forårsaket utvikling av en masse tumor i immunsvekkede mus [12, 13]. I kontrast, gjennom en serie av
in vitro Hotell og
in vivo
analyser og eksperimenter med kliniske prøver, hovedsakelig utført i laboratoriet av Prof. Saya ved Keio-universitetet, CD44 variant 9 (CD44v9) , en spleising variant av CD44, har dukket opp som en roman markør for kreft stemness i en rekke solide tumorer inkludert HNSCC [14-18]. Funksjonelt, CD44v9 øker intracellulære nivåer av redusert glutation (GSH) når kombinert med XCT, for derved å beskytte celler fra ROS og oksidativt stress, som er en av de forskjellige egenskapene til cscs [14]. Dette scenarioet forklarer også den mekanismen som cscs kan overleve kjemo- /radioterapi, fordi disse midler er blitt rapportert å utøve cytotoksiske effekter hovedsakelig gjennom ROS produksjon av [14, 19]. Faktisk, i HNSCC tumorprøver, doble immunostainings med involucrin, en differensieringsmarkør, og CD44v9 tydelig vist en gjensidig utelukkende fargemønster og induksjonskjemoterapi fortrinnsvis drept involucrin-positive cancerceller, noe som resulterer i den markerte induksjon av CD44v9-positive celler. Uttrykket nivåer av CD44v9 i HNSCC cellelinjer ble assosiert med økte nivåer av intracellulære GHS og motstand mot cisplatin. Således behandlinger av CD44v9-uttrykkende cellelinjer HNSCC med en inhibitor av XCT, sulfasalazin, betydelig hemmet cellulær levedyktighet og tumorvekst i nakne mus og forbedret følsomhet overfor cisplatin [16].
I lys av disse funnene, vi immunohistochemically undersøkt uttrykket nivåer av CD44v9 protein i kliniske prøver tatt fra pasienter med avansert HNSCC behandlet i henhold til platina-basert chemoradioselection strategi for å avgjøre om CD44v9-uttrykker HNSCC celler besitter stemness og forårsake celle refraktær mot chemoradioselection.
Materialer og metoder
Pasient egenskaper, sub-gruppering og vevsprøver
Gjennom en journal søk for pasienter som ble behandlet ved vårt institutt 1997-2008, valgte vi 102 pasienter til denne studien som møtte de følgende kriterier: (1) de med tidligere ubehandlet hypopharyngeal, laryngeal eller munnhule kreft pasienter med stadium III eller IV tumor i henhold til UICC TNM klassifikasjon (2002); (2) de som ble behandlet med chemoradioselection strategi; (3) de uten fjernmetastaser; og (4) de med biopsi og /eller kirurgisk fjernet prøver som tilsynelatende inneholdt invasive fronter av tumor som var tilstøtende eller omgitt av tumor-assosiert stroma i vår formalinfiksert parafin-innleiret vev arkiv; denne siste kriteriene ble inkludert på grunn scoring av immunfarging ble utført i disse tumor fronter som beskrevet nedenfor. De virusrelaterte HNSCCs (dvs. nasopharynx og orofarynx) ble ekskludert fra analysene til å fokusere på den biologiske rollen CD44v9. Denne studien ble godkjent av Institutional Review Board of National Kyushu Cancer Center (Ingen 2013-107). Skriftlig informert samtykke ble gitt av deltakere for deres kliniske poster som skal brukes i denne studien
De kjennetegn ved pasientene er vist i tabell 1. Alle pasientene ble fulgt opp for . 60 måneder; gjennomsnittlig oppfølgingsperiode var 51,7 måneder (område: 2-151). Gjennomsnittsalderen var 60,8 år. Det var 27 pasienter med hypopharyngeal kreft, 40 pasienter med oral karsinom, og 35 pasienter med strupekreft.
Behandlings kurs av pasientene er vist i fig. 1. Etter 30-40 Gy av CCRT bestående cisplatin (CDDP; 15 mg /m
2 /dag) eller parapalatin (CBDCA; AUC = 1 /dag) fra dag 1 til 5 og ekstern stråle bestråling (2,0 Gy /dag) 5 dager i uken, 30 pasienter ble klassifisert i CRS-gruppen (klinisk komplett respons på det primære stedet) og de resterende 72 pasientene ble klassifisert i N-CRS gruppe
CCRT, samtidig kjemoradioterapi.; CDDP, cisplatin; CBDCA, Paraplatin; AUC, arealet under kurven; og PND, planlagt hals disseksjon.
Etter nøye undersøkelse av vev arkivet, 30 snitt fra N-CRS pasienter og 30 sammen biopsi og kirurgisk fjernet prøver fra de samme N-CRS pasienter ble valgt. Imidlertid gjorde de 42 pasientene i N-CRS arm ikke har riktig biopsiprøver som oppfylte kriteriene nevnt ovenfor; derfor bare kirurgisk fjernet vev ble samlet inn fra denne populasjonen. Derfor ble totalt 132 (60 biopsi og 72 kirurgisk fjernet) vevsprøver behandlet i denne studien.
Immunohistochemistry og scoret
Anti-human CD44v9 rotte IgG monoklonalt antistoff (RV3), som spesifikt gjenkjenner menneskelige CD44v9 ble generert og vennlig levert av Prof. Saya, Keio University. Dette antistoffet har blitt brukt i tidligere studier [15, 16, 18]. Farging for CD44v9 ble utført som beskrevet tidligere [15]. I korte trekk, ble et Vectastain Elite ABC Standard Kit (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA) med en oppvarmet-indusert, antigen-gjenfinning trinn som brukes til å utføre immunhistokjemisk farging for CD44v9. Xylen ble anvendt for å deparaffinize seksjonene, som ble rehydrert i en serie av ethanols. Termisk induserte epitop gjenfinning ble utført i Target Retrieval løsning (S-1699, DAKO, Tokyo, Japan) i en autoklav ved 121 ° C i 15 min. Etter avkjøling ved romtemperatur i 20 minutter, ble platene grundig vasket i Tris-bufret saltvann (TBS), pH 7,6. Endogen peroksidaseaktivitet ble blokkert ved romtemperatur ved behandling med 0,3% hydrogenperoksid i metanol i 30 min. Seksjonene ble vasket i TBS og deretter overført til et Shandon Sequenza farging system i et fuktet kammer (Thermo Fisher Scientific K.K., Yokohama, Japan). Ikke-spesifikk antistoff-binding ble inhibert ved inkubering av seksjonene i 10% normalt kaninserum. Glassene ble inkubert med muse-monoklonalt antistoff mot CD44v9 (RV3) (fortynnet 1: 12500; 0.2μg /ml) ved 4 ° C over natten. Disse avsnittene ble vasket tre ganger med TBS og inkubert i 30 minutter i biotinylert kanin-anti-rotte-IgG (Dako, Tokyo, Japan) fortynnet 1: 200 i Antibody fortynningsmiddel. The Metal Enhanced DAB Substrat Kit (Thermo Scientific) ble brukt til å visualisere CD44v9 uttrykk. Skinnene ble kontra med hematoksylin. Passende negative og positive kontroller ble anvendt i hver fargekjøring. Det var 2 typer av negative kontroller: 1) ikke-immun rotte IgG2a-isotypekontroll Negativ (Millipore, Billerica, MA, USA) med den samme konsentrasjon som det primære antistoff, og 2) fortynningsbuffer uten det primære antistoff. Brystkreft vev ble anvendt som den positive kontroll, etter
i betraktning at de basale celler i normal epitel av den øvre aerodigestive skrift viser en positiv farging for CD44v9 (fig. 2A), telling av CD44v9-positive celler ble utført ved invasiv fronter av svulster som var ved siden av eller omgitt av tumor-assosiert stroma å utelukkende stole kreftceller. Denne tilnærmingen ble også basert på spekulasjoner om at cscs, inkludert de av HNSCC, ofte bor i nisje ligger i tumorassosiert stroma [9, 20]. Mikroskopisk analyse ble utført ved 2 uavhengige observatører, inkludert en spesialisert histopathologist (KT) og gjennomsnittsverdien ble tatt i bruk for å score.
fargeintensitet ble oppnådd i de basale celler av normal epitel ble anvendt som en kontroll (A) . Tumorprøver viste sterk (B), moderat (C), og svak (D) intensiteter i forhold til kontroll (A). Respektive positive (E) og negative (F) stainings. Bar indikerer 200 um.
CD44v9 farging Poengsummen ble bestemt av summen av mengden score (dvs. prosentandelen av positive kreftceller) og kvalitetspoeng (dvs. intensiteten av flekker i forhold til farging av normale basale celler) ved anvendelse av en metode som opprinnelig ble foreslått av Bankfalvi et al [21]. Mengden score ble definert som følger: 0%, ingen positiv celle; 1, 1% -25%; 2, 26% ca 75%; og 3, 76% ~ 100%. De kvalitetspoeng ble definert som følger: -1, homogent svake flekker; 0, heterogent lignende eller sterk farging; og 1, homogent eller lignende sterk farging. Basert på dette scoring system, ble prøver med score fra -1~1 kategorisert som CD44v9-negative og prøver med score fra 2~5 ble kategorisert som CD44v9-positive.
Gradering av tumor respons på CCRT
den terapeutiske effekten av CCRT på de kirurgiske prøver ble evaluert i henhold til kriteriene som er definert i de generelle reglene for kliniske studier på hode og nakke kreft (5
th Edition) redigert av Japan Society for hode og nakke kreft. I korte trekk, er effekten klassifisert i 4 klassetrinn: Grade 0, ingen effekt; Grad 1, svak effekt med ≤1 /3 kreftcellene fortsatt levedyktig; Grad 2, sterk effekt med 1/3 kreftceller levedyktige; og grad 3, komplett respons uten levende celler.
Statistiske analyser
En Wilcoxon rank sum test ble brukt til å analysere relevansen av CD44v9 uttrykk i biopsiprøver til chemoradioselection (dvs. CRS versus N -CRS). Vi analyserte sammenhenger mellom uttrykket nivåer av CD44v9 i biopsiprøver og CD44v9 induksjon og behandlinger virkninger i kirurgisk fjernet prøver ansette en Fishers eksakte test. For å sammenligne sykdomsspesifikk overlevelse (DSS) priser mellom bestemte grupper, ble Kaplan-Meier-kurver generert, og en Wilcoxon test ble brukt til å analysere statistiske forskjeller. Univariat og multivariat Cox proporsjonal risikomodell ble brukt til å beregne effektene av clinicopathlogical faktorer på DSS priser. Verdier av
P
0,05 ble ansett som statistisk signifikant. Alle analyser ble bekreftet av en spesialisert statistiker (M.S).
Resultater
Immunostainings
De representative bilder av CD44v9 farging er vist i fig. 2. Fordelingen av score for 60-biopsiprøver var som følger: scorer -1, 0; 0 poeng, 13; scorer 1,15: scorer 2, 24; scorer 3, 4; scorer 4, 4; og scorer fem, 0. På den annen side, de 72 kirurgiske prøver viste følgende fordeling: scorer -1,0; 0 poeng, 11; poengsum, 1,30: poengsum 2, 18; scorer 3, 13; scorer 4, 0; og scorer fem, 0. Følgelig CD44v9-positive rente var 53% (32/60) for lige snitt, og 43% (31/72) for de kirurgiske prøver. Tre primære områder, munnhulen, hypopharynx og strupehode, vist lignende uttrykk nivåer av CD44v9 i biopsi (
N
= 60,
P
= 0,39) og kirurgisk fjernet (
N
= 72,
P
= 0,092) prøver. Når de farge score ble sammenlignet mellom de sammenkoblede biopsi og kirurgiske prøver oppnådd fra de samme 30 pasienter, 12 pasienter viste en økning i CD44v9 uttrykk i de kirurgiske prøver (betegnet som det CD44v9-induserte gruppe), mens det i de gjenværende 18 pasientene (benevnt som CD44v9-ikke-indusert gruppe), ble resultatet redusert eller uendret. De sammenkoblede biopsiprøver var sammensatt av tumorer fra hypofarynx (9), munnhulen (13), og strupehode (9). Hvert tre steder vist lignende priser av CD44v9 induksjon (38-44%).
Kliniske kurs, svar på CCRT og postoperativ CCRT
Kaplan-Meier-kurver (Fig. 3A) ble brukt til å analysere de kliniske resultatene av CRS og N-CRS pasienter (fig. 1). I samsvar med våre tidligere funn, CRS pasienter viste signifikant (
P
0,001) bedre overlevelse [3, 5]. De 72 kirurgisk fjernet prøvene viste G1 (
N
= 58) eller G2 (
N
= 14) svar på induksjon CCRT. Blant de 72 N-CRP pasienter, 54 gikk pot-operative CCRT. ble ikke observert noen signifikant forskjell mellom de Kaplan-Meier kurver av pasienter med eller uten pot-operative CCRT (
P
= 0,507).
(B) Sykdoms bestemt overlevelseskurver basert på CD44 v9 positivitet av biopsiprøver (n = 60) hentet fra 30 chemoradioselected (CRS) pasienter og 30 ikke-chemoradioselected (N-CRS) pasienter. (C) Sykdoms bestemt overlevelseskurver basert på CD44 v9 positivitet av biopsiprøver innhentet fra 30 N-CRS pasienter.
Association of primærtumor nettsted med chemoradioselection og prognose
Vi deretter undersøkt om den primære svulsten nettstedet påvirket chemoradioselection og pasienter overlevelse. De kreft i munnhulen viste markert lavere rate av chemoradioselection (1/40, 3%) enn orofarynx (14/27, 52%) og strupehode (15/35, 42%), i tråd med en generell enighet om at munnhule kreft er relativt motstandsdyktig mot kjemoterapi /stråling blant HNSCCs [22]. Men i Kaplan-Meier analyser av kirurgisk fjernet prøven (
N
= 72), 5-yr DSS rate av munnhule kreft (50%) var lik (P = 0,80) for de av hypopharynx (65%) og strupehode (55%).
uttrykk for CD44v9 i lige snitt
for å vurdere den kliniske betydningen av effekten av indre CD44v9 uttrykk på chemoradioselection og pasienter overlevelse sammenlignet vi uttrykket nivåer av CD44v9 på 60 ubehandlede biopsiprøver innhentet fra CRS (
N
= 30) og N-CRS (
N
= 30) pasienter. Det var ingen signifikant forskjell i CD44v9 uttrykket nivåer mellom CRS og N-CRS prøver (
P
= 0.8289). I tillegg gjorde CD44v9 positivitet ikke påvirke Kaplan-Meier DSS kurver enten i CRS pluss N-CRS kohort (
P
= 0.64 Fig. 3B) eller i N-CRS kohort (
P
= 0,97, fig. 3C). Lignende resultater ble oppnådd med den univariate Cox proporsjonal risikomodell (HR: 1,086, 95% KI: 0,68 til 1,72;
P
= 0,72). Disse resultatene tyder på at uttrykket nivåer av indre CD44v9 i lige snitt ikke er nyttig som en prediktor for chemoradioselection og pasienten overlevelse.
Uttrykk for CD44v9 i kirurgisk fjernet prøvene
I lys av de ovennevnte funn, analyserte vi om uttrykket nivåer av CCRT-indusert CD44v9 var korrelert med ugunstige utfall i kirurgisk fjernet prøver hentet fra N-CRS pasienter. Grunnlaget for denne analysen var den forrige observasjon at kjemoterapien tilsynelatende forbedret undergruppe av CD44v9-uttrykker cellene i HNSCC svulster [16]. I N-CRS-pasienter, CD44v9-positive gruppe (
N
= 31) viste signifikant (
P
= 0,008) verre DSS enn CD44v9-negative gruppen (
N
= 41) (fig. 4A). Siden det ble bekreftet at det primære tumor-stedet, ikke påvirke den DSS som nevnt ovenfor, undersøkte vi effekten av fire faktorer, f.eks, T, N, tumorrespons til CCRT, og CD44v9 positivitet på DSS av pasienter med både univariate og multivariate analyser med en Cox proporsjonal risikomodell (tabell 2). De univariate analysene viste signifikant økt risiko for sykdomsspesifikke død i CD44v9-positive pasienter (HR: 2,033, 95% KI: 1,071 til 3,859;
P
= 0,03) og med avansert N (HR: 3,091, 95 % KI: 1,045 til 9,060;
P
= 0,0397). I multivariate analyser, CD44v9 positivitet (HR: 3,145, 95% KI: 1,235 til 8,008,
P
= 0,0163) og avansert N stadium (HR: 3,525, 95% KI: 1,054 til 9,060,
P
= 0,0228) var signifikant korrelert med dårlig prognose (HR: 3.140, 95% KI: 1,230 til 8,017;
P
= 0,0167), noe som tyder på at blant disse fire faktorene, er CD44v9 uttrykk nivå en nyttig biomarkør i N-CRS befolkning, sammen med avansert N stadium.
(B) Diseasespecific overlevelseskurvene for 30 N-CRS pasienter som hadde sammenkoblede biopsi og kirurgisk fjernet prøver. Pasientene ble delt inn i 2 grupper etter deres nivå av CD44v9 uttrykk før og etter samtidig kjemoradioterapi.
Sammenligning av parede prøver
Vi deretter analysert hvorvidt CD44v9-positivitet i biopsiprøve korrelert med induksjonen av CD44v9 i kirurgisk fjernet prøver. Forbløffende nok ble økninger i CD44v9 poengsum observert hovedsakelig (
P
= 0,0236) hos pasienter med CD44v9-negative biopsier (64%, 9/14) enn CD44v9-positive pasienter (19%, 3/16) . Uttrykket nivåer av CD44v9 i lige snitt korrelerte ikke med gradering av tumor respons på CCRT evaluert i de sammenkoblede kirurgisk fjernet prøver (
P
= 0.3992). Vi ytterligere i forhold DSS kurver mellom CD44v9-indusert gruppe (
N
= 12) og CD44v9-ikke-indusert gruppe (
N
= 18) og fant ut at tidligere hadde en signifikant (p = 0,04) verre DSS hastighet (fig. 4B).
samlet utgjør disse resultatene sterkt indikerte at CCRT-indusert CD44v9 uttrykk snarere enn iboende uttrykk er en terapeutisk hinder for å chemoradioselection.
Diskusjoner
i løpet av det siste tiåret, har bærebjelke i behandling for avansert HNSCC flyttet fra første radikal kirurgisk fjerning kombinert med postoperativ strålebehandling til dose-forsterket behandlingsprotokoller, som primært er rettet mot organbevaring [23, 24]. Denne trenden er blitt sterkt fremmet av den nylige lanseringen av CCRT (f.eks kliniske studier ledet av strålebehandling Oncology Group (RTOG)) og sekvensiell terapi omfatter induksjonskjemoterapi og CCRT (f.eks, Skatt 324 protokoller), som har resultert i ytterligere forbedringer i organbevaring, lokoregionalt kontroll, og overlevelse [25-28]. Likevel, som indikert av nyere studier eller vurderinger, disse protokollene ser ut til å ha nådd den øvre grensen av menneskelig toleranse for akutte og sub-akutt toksisitet, som har forårsaket hyppig laryngoesophageal dysfunksjon og mulige behandlingsrelaterte dødsfall [29-31]. Derfor synes det nødvendig å redusere den aktuelle overdreven intensiteten av behandling for avansert HNSCC ved å optimalisere den terapeutiske forhold. På den annen side har vi brukt en chemoradioselection strategi å benytte komplette fordelene av radikal reseksjon og CCRT, og samtidig unngå de alvorlige akutte og sene toksisitet. I våre tidligere studier, CRS pasienter viste signifikant bedre overlevelse med en funksjonell strupehode enn N-CRS pasienter [3, 5], i samsvar med funnene i denne studien. Disse resultater antyder at den chemoradioselection strategi kan være en lovende metode for avansert HNSCC, som kan optimalisere terapeutisk forhold. Det er imidlertid åpenbart at andelen av CRS pasienter bør økes for ytterligere å forbedre utbredelsen av organbevaring og pasientens overlevelse. Identifisere og målretting molekyler som omgå virkningene av chemoradioselection ser ut til å være en svært effektiv strategi for å nå dette målet [1]. Som nevnt ovenfor, innenfor gjeldende konseptuelle rammeverket for kreft biologi, cscs er trolig de viktigste årsakene til cellulær refraktær mot CCRT; derfor er cscs forventes å være relatert til den mekanisme som demper virkningen av chemoradioselection [1, 9].
I denne sammenheng har vi antatt at i avansert HNSCC ekspresjon av en antatt CSC markør, CD44v9, mai være ansvarlig for den cellulære motstand mot chemoradioselection. Våre data viste tydelig at uttrykket av CD44v9 var korrelert med dårlig utfall av pasienter behandlet med chemoradioselection strategi, som bekreftet vår hypotese. Videre tilbyr vi den første kliniske bevis for at CD44v9 kan være en nyttig biomarkør og dermed en utnyttes molekylære mål i behandling av avansert HNSCC. I tillegg er blant annet clinicopathological faktorer som har blitt brukt som konvensjonelle prognostiske markører for HNSCC, ekspresjon av CD44v9 var signifikant relatert til den dårlige prognosen for pasienter i multivariate analyser, sammen med avansert stadium N (tabell 2). Det er verdt å merke at CD44v9 demonstrerte den nedre
P
-verdi enn N scenen. Likevel, våre funn at CCRT-indusert CD44v9 uttrykk snarere enn iboende uttrykket hadde prognostisk verdi bør tolkes med forsiktighet. Antagelig er CD44v9 uttrykk alene ikke er tilstrekkelig for å indikere tilhører stemness i kreftceller; CD44v9-uttrykker kreftceller er sannsynlig å være sammensatt av cscs og ikke-cscs. Følgelig kan den kliniske betydning av CD44v9-ekspresjon i chemoradioselection strategien forklares med minst 3 scenarier, som vist på fig. 5. Når tumorer ikke inneholder CD44v9-uttrykkende cscs, er total celledreping ved CCRT mulig (dvs. CRS, Fig. 5A). På den annen side, når tumorene inneholde CD44v9-uttrykkende cscs de kan overleve CCRT (dvs. N-CRS, Fig. 5B). Videre er det en mulighet for at CCRT, som arbeider som en seleksjonspress, kan indusere stemness i CD44v9-uttrykkende ikke-cscs og føre til kreftcelleoverlevelse (dvs. N-CRS, Fig. 5C). Disse selektive levninger av cscs anses å være kilder til lokal invasjon samt regionale og fjernmetastaser, som deretter forverre utfallet av N-CRS pasienter. De tidligere funn om at kjemoterapien øker CD44v9-uttrykker cellepopulasjonen i munnhulekreft [16], når det tas sammen med våre opplever at CCRT-indusert CD44v9 uttrykk betydelig korrelerer med dårlig prognose, støtte vår teori om at kjemo- /stråleterapi, i en gitt omstendigheter, kan fungere som en kraft for selektiv sweep eller seleksjonspress som driver HNSCC evolusjon, fører til fremveksten av pluripotente cscs [1]. Disse scenariene (Fig. 5) ser ut til å forklare hvorfor ikke den iboende, men CCRT-indusert CD44v9 uttrykk var nyttig som en biomarkør i vår chemoradioselection strategi. I biopsiprøver, er det ikke mulig å spesifikt gjenkjenne det CD44v9-uttrykkende CSC eller CD44v9-uttrykkende ikke-CSC populasjon som etter hvert få stemness etter CCRT: det vil si å skille det mønster B og C fra A. På den annen side, i kirurgisk fjernet prøver av N-CRS pasienter som gjennomgikk CCRT blir CD44v9-uttrykkende celler ment å være sterkt anriket med cscs, å øke verdien av CD44v9 uttrykk som en biomarkør.
(A) CD44v9-uttrykkende non -CSCs er følsomme for CCRT. Iboende CD44v9-uttrykker cscs (B) eller CCRT-indusert CD44v9-uttrykker cscs (C) kan overleve CCRT. Disse CD44v9-uttrykker cscs anses å være svært invasiv og metastatisk. CSC, kreft stamcelle; CCRT, samtidig kjemoradioterapi; CRS, chemoradioselected; og N-CRS, ikke-chemoradioselected.
Sulfasalazine er en godt karakterisert spesifikk hemmer av XCT-mediert cystin transport [17] og forventes derfor å frata CD44v9-uttrykke kreftceller fra forsvarsmekanisme mot ROS. Faktisk, administrasjon av sulfasalazin forbedret den intracellulære aktivitet av ROS i
in vivo
analyser [17] og sensibilisert HNSCC cellelinjer til CDDP [16]. Derfor er det forventet at kombinasjonsbehandling med sulfasalazin og CCRT kan betydelig forbedre effekten av chemoradioselection av allergifremkallende både indre og CCRT-indusert CD44v9-uttrykker cscs (Fig. 5A og 5B) til CCRT, og forbedre resultatene av pasienter med avansert HNSCC. Gitt at sulfasalazin er et kommersielt tilgjengelig stoff som lenge har vært brukt til å behandle pasienter med ulcerøs kolitt og revmatoid artritt, kliniske studier av denne protokollen er nå under tanke.
I konklusjonen, kan CD44v9 målretting gi en ny tilnærming til klinisk mulig CSC-rettet behandling for HNSCC som kan forsterke effekten av chemoradioselection og forbedre organbevaring og overlevelse.
bekreftelser
forfatterne takke Prof. Hideyuki Saya for å gi oss med CD44v9 antistoff ( RV3) og for hans konstruktive kommentarer til denne studien.
