GAS1与乳腺癌免疫治疗及药物敏感性的关系.pdf

基金项目:北京迈迪科公益基金会科研项目(编号:学研字 )作者单位:哈尔滨医科大学附属肿瘤医院乳腺外科(哈尔滨)作者简介:鲁泓男男()硕士住院医师从事肿瘤外科的临床及基础研究通信作者:鲁祥石 :.与乳腺癌免疫治疗及药物敏感性的关系鲁泓男 夏冰舒 乔坤 张世园 黄元夕 鲁祥石【摘要】目的 探索生长停滞特异基因()与乳腺癌患者免疫治疗及药物敏感性的关系 方法利用 数据库数据分析 在乳腺组织中的表达情况及与临床病理特征之间的关系 富集分析探索 与基因集的关系 法分析 种免疫细胞的比例并探索 与免疫浸润细胞的关系使用 数据库评估 的表达与 和 免疫表型评分的关系利用 数据库探索 与不同药物敏感性的关系 利用 年 月 年 月在哈尔滨医科大学附属肿瘤医院乳腺外科接受手术治疗的乳腺癌患者的 例癌组织及 例癌旁组织资料进行 免疫组织化学染色验证 结果 数据库结果表明 在乳腺癌组织中的表达量显著低于正常乳腺组织(.)表达水平与年龄存在相关性(.)包括细胞黏附分子在内的多种通路主要在 高表达组中富集 高、低表达组间 细胞、滤泡辅助 细胞及巨噬细胞 差异有统计学意义(.)高表达组 及 评分高于低表达组差异有统计学意义(.)高表达组多西他赛、表阿霉素、顺铂、氟维司群、紫杉醇、帕博西利和奥拉帕利的 值小于低表达组差异有统计学意义(.)临床样本中乳腺癌患者癌组织中 高表达者比例显著低于癌旁组织差异有统计学意义(.)的表达水平与分子分型是否为三阴性、组织学分级和/状态有关(.)结论 高表达的乳腺癌患者对免疫治疗药物 及部分常见化疗药物更为敏感可以使用 预测乳腺癌患者对这些药物的敏感性【关键词】生长停滞特异基因 乳腺癌免疫治疗药物敏感性【中图分类号】.【文献标识码】:./.【】().(.)(.).(.).(.).(.).(.)./(.).实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期 .【】据世界卫生组织统计 年全球约有 万乳腺癌新发病例 乳腺癌已经超过肺癌成为全球第一大癌症 近年来随着曲帕双靶、/抑制剂和德曲妥珠单抗等药物的应用乳腺癌患者的生存得到了明显改善 然而由于肿瘤的异质性、转移性和耐药性部分患者预后情况依旧不容乐观寻找新的治疗靶点或生物标记物也许有助于提高乳腺癌患者的生存率 生长停滞特异基因()是编码负性细胞生长调节因子的基因也是公认的抑癌基因可以抑制细胞周期的进展阻断 期到 期的转变 研究发现 高表达可以诱导癌细胞生长停滞 反之 下调可以促进细胞增殖 参与多种恶性肿瘤的发生发展过程如结直肠癌和胶质瘤等但是 在乳腺癌中的临床意义尚不清楚 本研究旨在探索 与免疫治疗及药物敏感性的关系以期为乳腺癌的治疗提供新的思路 资料与方法.数据库样本从 数据库下载 例乳腺癌样本和 例正常样本的转录组基因表达量化数据()及对应的临床数据 删除乳腺癌样本中临床病理特征缺失数据剩余 例临床病理特征完整的乳腺癌患者 根据 表达量的中位数将乳腺癌患者分为 高、低表达组分析两组患者临床特征的差异.基因集富集分析()是一种计算方法用于确定预先定义的基因集在两种生物状态之间是否具有差异 从 官网(:/./.)下载基因本体论()和京都基因与基因组百科全书()富集分析对应数据集文件(.和.)使 用.软 件 的“”、“.”、“”及“”包进行 分析展示差异具有统计学意义(.)的前 个功能或通路.肿瘤微环境采用 算法计算 数据库中每个肿瘤组织的基质评分和免疫评分 通过标准化基因表达矩阵应用 方法分析 种免疫细胞的比例获得每个样本中免疫浸润细胞的含量分析 高、低表达组与免疫浸润细胞的关系.免疫表型评分为了预测 与乳腺癌免疫治疗的潜在联系从 数据库收集了 例含有免疫表型评分()的数据并比较 高、低表达组间常见免疫治疗药物(和)的差异 越高表示样本的免疫原性越强对免疫治疗更敏感.药物治疗敏感性从 数据库下载细胞系表达量矩阵和药物处理信息文件并使用“”包分析两个亚组之间的药物治疗敏感性差异 通过分析半数抑制浓度()探索不同 表达组与药物治疗敏感性的联系.临床样本及标本的制备与判读.临床样本收集回顾性收集 年 月 年 月于哈尔滨医科大学附属肿瘤医院乳腺外科接受手术治疗的乳腺癌患者的乳腺组织()和癌旁组织()所有患者术前均未接受新辅助化疗、内分泌治疗或放疗 患者治疗前均签署医院病史数据/生物标本二次利用知情同意书哈尔滨医科大学附属肿瘤医院伦理委员会豁免了本次研究的伦理审批.免疫组化染色评估 将患者乳腺组织蜡块以 厚度进行连续切片 恒温水浴箱中展开选取完整无褶的组织切片置于防脱载玻片上标记病理号烤箱烘片 放入切片盒备用 组织切片在 下孵育 然后在二甲苯中脱蜡并在梯度酒精中水合 将载玻片置于 缓冲液(.)中用于在微波炉中进行抗原修复使用内源性过氧化物酶阻断剂消除内源性干扰山羊血清室温阻断非特异性抗原 使用 兔抗人多克隆抗体()在 下封闭切片过夜将切片与二抗在室温下孵育 然后样品用二氨基联苯胺染色苏木精复染梯度乙醇脱水在双盲条件下由两位病理科医师进行结果判读 根据着色强度评分:无着色为 分浅黄色为 分棕黄色为 分棕褐色为 分 根据阳性细胞占比评分:为 分两次评分的乘积为最终得分染色评分 代表 低表达染色评分 分代表 高表达.统计学分析利用 .软件及 语言(版本.)进行数据分析 计数资料用例数()表示采用 检验或 精确检验进行组间比较服从正态分布的计量资料使用均数 标准差表示使用 检验进行组间比较 .为差异有统计学意义 结果.数据库中 的表达情况及其与临床病理特征的关系使用 检验检测 表达量的分布结果显示 .提示 表达量服从正态分布 数据库中乳腺癌样本共 例正常样本共 例结果显示 在乳腺癌组织中的表达量低于正常乳腺组织差异具有统计学意义(.)(图)以乳腺癌患者的 表达量的中位数.将乳腺癌患者分为高表达组()和低表达组()高表达组中临床病理特征资料完整的患者 例低表达组中临床病理特征资料完整的患者 例比较两组临床病理特征的差异 结果显示两组在年龄上存在统计学差异(.)(表)图 数据库中乳腺癌组织与正常乳腺组织中 的表达差异 :.分析 高表达组富集了十个重要的功能和通路包括适应性免疫反应、补体激活、外部封装结构组织、含有细胞外基质的胶原蛋白、细胞外基质结构成分、细胞黏附分子()、细胞因子 细胞因子受体相互作用、细胞外基质受体相互作用和黏着斑及造血细胞谱系(图)图 富集分析 .肿瘤微环境及免疫细胞评分利用 数据库对乳腺癌肿瘤微环境进行分析 通过 算法对 高、低表达组进行肿瘤微环境差异分析计算免疫评分、基质评分以及 评分 免疫细胞分数分布于.之间基质细胞分数分布于.之间 分数分布于.之间 结果显示 高表达组的基质细胞评分、免疫细胞评分及 评分显著高于低表达组差异具有统计学意义(.实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期.)(图)利用 算法分析 在肿瘤浸润免疫细胞中免疫细胞评分的差异 结果显示高、低表达组之间 细胞、滤泡辅助 细胞及巨噬细胞 差异有统计学意义(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.):.实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期图 高、低表达组间肿瘤微环境及免疫细胞评分的差异 :.图 不同 表达组免疫表型评分的差异 :.().药物治疗敏感性分析利用 探索 表达水平与不同药物治疗之间的关系 结果显示 的表达水平与多种治疗乳腺癌的药物疗效相关 高表达组多西他赛(.)、表阿霉素(.)、顺铂(.)、氟维司群(.)、紫杉醇(.)、帕博西利(.)及奥拉帕利(.)的值小于低表达组(图)提示 高表达的乳腺癌患者可能对这些药物治疗更敏感实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期图 与不同乳腺癌治疗药物治疗敏感性的关系 :.临床样本中 的表达情况及与临床病理特征的关系临床样本分析显示乳腺癌组织中 低表达者比例显著高于癌旁组织差异具有统计学意义(.)(表 图)本研究共纳入了 例乳腺癌患者的临床病理资料进行进一步分析其中 低表达组 例高表达组 例 高、低表达组间三阴性乳腺癌、组织学分级和/的状态的比例不同差异具有统计学意义(.)(表)图 蛋白在乳腺组织中的免疫组织化学染色结果 :.(:).(:).(:).(:).实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期表 在乳腺组织中的表达情况()()(.)(.).(.)(.)表 的表达情况与乳腺癌患者临床病理特征的关系()()()()()().(.)(.).(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)./(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)/.(.)(.)(.)(.):.讨论随着各种治疗药物的更新迭代乳腺癌患者的生存率得到了显著的提高 但由于耐药性等问题部分患者出现复发转移影响患者的生存 为了找到 在乳腺癌药物治疗中的作用本研究通过生信分析探索了 与乳腺癌免疫治疗及药物治疗敏感性的关系 作为 家族中重要的成员与细胞周期生长停滞和细胞凋亡有关 的促凋亡作用已被用于实验性的胶质瘤基因治疗相关研究结果表明分泌形态 的可以抑制肿瘤的生长在三阴性乳腺癌中可溶性的 已被证实能够实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期抑制肿瘤生长和血管形成但 通过何种通路影响乳腺癌的耐药与转移有待更深层次的研究有研究发现越来越多的细胞信号通路参与了肿瘤的发生发展且可作为生物抗肿瘤治疗的靶点 是介导细胞之间或细胞与胞外基质()结合的细胞表面蛋白可在免疫细胞相互识别中传递辅助活化信号对于传导细胞内黏附、迁移、侵袭、血管生成和器官特异性转移的信号至关重要 通过与 亚群之一的 和 跨膜糖蛋白结合 能充当()通路的共同受体参与生殖细胞的迁移 分析显示包括 在内的多种通路在 高表达组中富集 因而我们推测 可以通过与上述两种蛋白结合辅助传递肿瘤细胞的迁移与侵袭的信号从而参与乳腺癌细胞的增殖与转移为了提高免疫检查点抑制剂的治疗效果探索新的生物抗肿瘤治疗策略我们研究了浸润性免疫细胞在乳腺癌组织中的分布 结果显示 的表达与多种免疫浸润细胞相关 既往的研究已经证实 细胞和 巨噬细胞的密集程度与良好的预后呈正相关而 低表达组 细胞及巨噬细胞 比例高于高表达组提示 低表达组的乳腺癌患者可能有更好的预后 肿瘤免疫逃逸使肿瘤细胞避免被机体清除利用非特异性炎症通过多种机制扩散导致肿瘤细胞增殖和转移 而 与 介导的免疫逃逸近年来也得到研究人员的高度重视 此外 也能通过与 和 结合抑制 细胞的活化进而导致免疫逃逸 本研究结果显示 高表达组抗 抑制剂或抗 联合 抑制剂的免疫表型评分高于低表达组 但两组间抗 抑制剂的免疫表型评分无统计学差异这可能与 来源的数据较少有关 总的来说本研究结果提示 高表达组的乳腺癌患者可能对抗 抑制剂的治疗更为敏感 从经济和药物副作用角度考虑 高表达组患者单用抗 抑制剂也许是更好的选择 因而如将 作为一种免疫治疗的标记物可能有助于患者的精准化和个体化治疗除免疫治疗外化学治疗及内分泌治疗等也是乳腺癌治疗的重要组成部分 以蒽环和紫衫为基础的化疗药得到了国内外专家的认可 近年来/抑制剂如帕博西利等在临床试验中也取得了显著的疗效延长了激素受体阳性乳腺癌患者的生存时间 尽管进行了持续治疗部分患者最终仍会发生耐药降低对化疗药物及内分泌药物的敏感性 耐药的发生机制受癌症相关基因、肿瘤异质性、肿瘤微环境、体细胞的改变及表观遗传改变等因素的影响 目前诸多研究探索了化疗(如紫杉醇)及内分泌药物(如氟维司群)的耐药机制然而从理论机制到临床实践的转化是一个漫长的过程 如果能找到一种标记物能预测患者对药物治疗的敏感性将有助于患者尽早接受精准治疗乳腺癌是一种复杂的疾病包括一系列具有不同生物学行为的疾病需要不同的治疗方法 而乳腺癌细胞对化疗及内分泌药物的耐药性经常导致治疗的失败与疾病的复发 因此选择最有效的治疗方案是乳腺癌治疗的关键 既往研究发现 的抑制导致了多种胃癌细胞系对表柔比星、氟尿嘧啶及顺铂的交叉耐药表明其可能是克服胃癌多药耐药性的新靶点 然而 与乳腺癌药物治疗敏感性的关系尚无相关研究 为探索 在乳腺癌治疗中的应用本研究分析了 的表达与不同化疗及内分泌药物治疗敏感性的关系结果显示化疗及内分泌药物如紫衫醇及哌博西利等在 高表达组的 值低于低表达组提示 高表达的乳腺癌患者可能对这些药物更敏感鉴于乳腺癌的复杂性在治疗过程中需要考虑多种因素如肿瘤亚型、肿瘤进展阶段、药物靶点等 因此合理的治疗方法是治疗成功的关键 免疫检查点抑制剂的发现为耐药肿瘤的治疗提供了新的有效方法 然而免疫疗法的一个主要挑战是继发性或获得性耐药 由于单纯免疫治疗有效率低因而通常使用免疫治疗联合其他疗法 尽管一些新的载体(如脂质体)的出现提高了药物的靶向性、稳定性还降低了药物毒性但耐药性问题仍存在于化疗及内分泌治疗之中 因此如果能找到个体化的联合治疗方式将有助于克服乳腺癌耐药性提高乳腺癌细胞对药物的敏感性 本研究结果显示 的表达与免疫治疗、化疗及内分泌治疗药物的敏感性存在相关性不同 表达水平的患者对药物的敏感性不同 因此将 作为一种生物标记物为患者筛选敏感的治疗药物有望成为乳腺癌精准治疗的良好选择综上所述本研究通过生信分析发现 高实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期表达的乳腺癌患者可能对包括 抑制剂在内的免疫治疗药物、化疗药物及内分泌治疗药物更为敏感 将其作为一种筛选药物的生物学指标也许有助于乳腺癌患者的精准治疗 尽管本研究使用免疫组化验证了该基因的表达但仍需通过分子生物学及动物实验来进一步探索 影响乳腺癌发生发展及免疫治疗、化疗、内分泌治疗药物敏感性的作用机制参考文献 .:.():./:.():.:.():.():.:.():.():.():.:.():.():.():.:.():./.():.().():./.():.():.:.():.():.(收稿日期:修回日期:)实用肿瘤学杂志 年第 卷第 期总第 期