Abstract
Lungekreft og kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er to store lungesykdommer. Epidermal vekstfaktor reseptor (EGFR) mutasjoner, v-Ki-ras2 Kirsten rotte sarkom (KRAS) mutasjoner og anaplastisk lymfom kinase (ALK) genet rearrangements representerer driver mutasjoner som ofte vurdert på første evalueringen av ikke-småcellet lungekreft (NSCLC ). Denne studien fokuserer på uttrykk for sjåføren mutasjoner i NSCLC pasienter med KOLS og videre evaluert sammenhengen mellom NSCLC og KOLS. Data fra 501 påfølgende pasienter med histologisk påvist residiverende eller metastatisk NSCLC ble analysert retrospektivt. Pasientene gjennomgikk spirometri og genotyping av EGFR, ALK, og KRAS i vevsprøver. Pasient egenskaper og uttrykk driver mutasjoner ble sammenlignet mellom KOLS og ikke-KOLS-gruppene.
Blant 350 pasienter med spiro resultater, 106 (30,3%) ble diagnostisert med KOLS, 108 (30,9%) hadde EGFR mutasjoner, 31 (8,9%) hadde KRAS-mutasjoner, og 34 (9,7%) viste ALK rearrangements. KOLS ble uavhengig assosiert med lavere forekomst av EGFR mutasjoner (95% konfidensintervall [CI], 0.254-0.931,
p
= 0,029) og ALK rearrangements (95% KI, 0,065 til 0,600,
p
= 0.004). Andelene av EGFR mutasjoner og ALK rearrangements redusert som alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon økt (
p
= 0,001). I aldri har røykt, utbredelsen av EGFR mutasjoner var betydelig lavere i KOLS-gruppen enn i den ikke-KOLS-gruppen (12,7% vs. 49,0%,
p
= 0,002). KOLS-relaterte NSCLC pasienter viste lave forekomst av EGFR mutasjoner og ALK rearrangements sammenliknet med ikke-KOLS-gruppen. Videre studier er nødvendig om de molekylære mekanismene bak lungekreft knyttet til KOLS
Citation. Lim JU, Yeo CD, Rhee CK, Kim YH, Park CK, Kim JS, et al. (2015) Kronisk obstruktiv lungesykdom-Related ikke-småcellet lungekreft utstillinger lav prevalens av EGFR og ALK Driver Mutasjoner. PLoS ONE 10 (11): e0142306. doi: 10,1371 /journal.pone.0142306
Redaktør: Renato Franco, Istituto dei Tumori Fondazione Pascale, ITALIA
mottatt: 17 august 2015; Godkjent: 20 oktober 2015; Publisert: 10.11.2015
Copyright: © 2015 Lim 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 i avisen og dens saksdokumenter filer
finansiering:.. forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Lungekreft og kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er to viktige lungesykdommer forbundet med røyking [1]. Lungekreft skjer omtrent femdoblet oftere hos KOLS-pasienter sammenlignet med ikke-KOLS-pasienter, og tilstedeværelsen av KOLS er assosiert med økt dødelighet hos lungekreftpasienter [2]. Videre 50-70% av lungekreftpasienter viser spirometrisk bevis for KOLS [3-5]. Tobakksrøyking er allment akseptert som et vanlig sykdomsfremkallende årsak til KOLS og lungekreft [6]. Men selv etter å ha vurdert effekten av røyking, tilstedeværelse av KOLS er en uavhengig risikofaktor for lungekreft utvikling [7]. Videre har lungekreft hos KOLS-pasienter vært forbundet med forverret regional alvorlighetsgraden av emfysem [8,9]. Selv med sterke epidemiologiske foreninger som er rapportert i litteraturen, er mekanismene for sammenhengen mellom KOLS og lungekreft ikke tydelig forklart. [10]
Sammenhengen mellom KOLS og lungekreft kan også bli vurdert fra et molekylært perspektiv. Driver-mutasjoner, inkludert epidermal vekstfaktor reseptor (EGFR) mutasjoner og anaplastisk lymfom kinase (ALK) rearrangementer-har klinisk betydning ved behandling av ikke-småcellet lungekreft (NSCLC). Følsomhet for EGFR-tyrosinkinase-inhibitorer (TKI) er avhengig av ekspresjon av EGFR mutasjoner [11-14]. Mutasjon av EGFR signalveien har vært implisert i utviklingen av NSCLC [15,16]; ja, har flere studier klassifisert NSCLC i to forskjellige kategorier: EGFR-mutert og EGFR-villtype NSCLC [12,14]. For behandling av EGFR-mutant lungekreft, er EGFR TKI anbefalt som første-linje regimer på grunn av sin overlegne effekt til platina doublet regimer i form av progresjonsfri overlevelse [13]. Rollene som EGFR mutasjoner er viktig på grunn av deres prediktive evner i målrettet terapi; men andre driver mutasjoner er også viktig i NSCLC [17]. ALK rearrangements har nylig blitt oppdaget i NSCLC [18], og crizotinib, en multi-målrettet TKI, viste seg å være effektive i NSCLC huse ALK rearrangements [19]. For avansert stadium lunge adenokarsinom, er testing for EGFR mutasjoner og ALK rearrangements rutinemessig anbefalt å velge pasienter for målrettet terapi [20]. I tillegg v-Ki-ras2 Kirsten rotte sarkom (KRAS) mutasjoner forekommer hos ca. 25% av NSCLCs, og prekliniske og kliniske studier av nye behandlingsformer rettet mot KRAS nedstrøms banene er under arbeid [21]. EGFR og KRAS-mutasjoner og ALK rearrangements er store driver mutasjoner som skal vurderes i den første evalueringen av NSCLC.
Tidligere studier tyder på at patogenesen av KOLS er nært forbundet med lunge kreftutvikling, men få har rapportert uttrykk for sjåføren mutasjoner og de kliniske kjennetegn ved NSCLC pasienter med KOLS.
Suzuki
et al. rapportert at forekomsten av EGFR mutasjoner var lavere hos NSCLC pasienter med KOLS enn i de uten KOLS [1].
Schiavon et al sammenlignet de molekylære funksjonene til KOLS-forbundet adenokarsinom pasienter til pasienter med røykrelaterte adenokarsinom uten KOLS. Ingen forskjeller ble funnet mellom de to gruppene om EGFR mutasjon, mens KRAS mutasjon var høyere hos røykere sammenlignet med KOLS-pasienter. [10] Til dags dato av store studier som undersøker forskjeller i uttrykket av sjåføren mutasjoner mellom KOLS og ikke-kols lungekreftpasienter mangler.
Formålet med denne studien var å evaluere uttrykk for de store driver mutasjoner EGFR og KRAS mutasjoner og ALK rearrangements i NSCLC pasienter med KOLS å bestemme sammenhengen mellom tilstedeværelse av KOLS og driver mutasjoner.
pasienter og metoder
Study befolkningen
data fra 501 påfølgende pasienter med histologisk påvist residiverende eller metastatisk NSCLC, som ble tatt opp til Seoul St. Mary Hospital, Yeouido St. Marys Hospital, Incheon St. Marys Hospital og Bucheon St. Marys Hospital på The Catholic University of Korea mellom januar 2011 og april 2013, ble analysert retrospektivt. Alle pasienter signert kliniske samtykkeerklæringer. Pasientene gjennomgikk ikke-sekvensiell, samtidig panel genotyping av EGFR, ALK, og KRAS. Pasientenes clinicopathological egenskaper beskrevet i medisinske journaler ble gjennomgått, inkludert alder, kjønn, røyking historie, tumor histologisk type innledende tumorstadium, EGFR og KRAS-mutasjoner, ALK rearrangements, og tilstedeværelse av KOLS. NSCLC svulst patologi ble klassifisert i henhold til Verdens helseorganisasjon klassifisering. Klinisk iscenesettelse av lungekreft ble fastsatt i henhold til svulsten, node, metastase (TNM) staging bruker standardene i Union for International Cancer Control (UICC), syvende utgaven [22]. Røykestatus ble kategorisert som «aldri» om 100 sigaretter ble konsumert i løpet av livet, og «ever» om noe annet. Denne studien ble godkjent av Institutional Review Board of hver deltakende sykehus.
Definisjon av KOLS
Spirometri screening Vurderingen ble utført ved opptak av pasientene. KOLS ble definert som en spådd forsert ekspiratorisk volum i ett sekund (FEV1) /forsert vitalkapasitet (FVC) verdi ≤ 70% i samsvar med gjeldende Global Initiative av kronisk obstruktiv lungesykdom (GOLD) retningslinjer [23]. Pasienter som FEV1 /FVC verdi var lavere enn 70% ble tildelt til kols gruppen. Spiro verdier ble presentert som de postbronchodilator resultater [23]. Alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon i KOLS ble bestemt ved bruk av GOLD karaktersystemet: klasse 1 (% FEV1 80%), klasse 2 (% FEV1 50-80%), klasse 3 (% FEV1 30-50%), og klasse 4 (% FEV1 30%). Ett hundre og femtien pasienter uten lungefunksjonen testresultater på grunn av en dårlig allmenntilstand og en manglende evne til å gjennomgå studiene ble ekskludert.
EGFR og KRAS mutasjonstesting
EGFR mutasjoner ble definert som ekson 19 sletting eller ekson 21 punktmutasjoner. Vi ekskluderte pasienter med andre mer uvanlige EGFR mutasjon profiler. Genotyping av EGFR og KRAS ble utført av peptid nukleinsyre (PNA) -mediert PCR klem metoder, for eksempel PNAClamp
TM EGFR MutationDetection Kit og PNAClamp
TM KRAS Mutation Detection Kit (PANAGENE, Inc., Daejeon, Korea ), ved hjelp av real-time PCR [24]. PCR ble utført i et totalt reaksjonsvolum på 20 ul, inkludert templat-DNA, primer og PNA sondesett, og SYBR grønn PCR masterblanding. PCR-kontroll manglet PNA probe, og inneholdt villtype-mal. Den CFX96 PCR deteksjon system ble brukt til å utføre PCR.
ALK fluorescerende in situ hybridisering (FISH)
Prøver for FISH hentet fra fire sykehus ble utarbeidet samtidig ved hjelp av en molekylær analyse plattform og ble analysert i løpet av en tre-dagers periode på Yeouido St. Marys Hospital Central Molecular Laboratory [25]. FISH ble utført på formalinfiksert parafin-embedded (FFPE) tumorvev ved hjelp av en pause fra hverandre sonde spesifikk for ALK locus, den Vysis LSI ALK Dual Color Break Apart Probe (Abbott Molecular, Abbott Park, IL, USA). ALK-omleiring positivitet ble definert som en splittet signal eller isolert rødt signal. Et minimum diameter distanse to-probe som var nødvendig for bestemmelse av sanne positive signal splitting. Positive saker ble definert som de med 15% av regnet kjerner innenfor kreftceller viser en splittet signal eller isolert rødt signal (figur 1). For å minimere teknisk bias, brukte vi et eksemplar-konkret vurdering tilnærming. I Kirurgisk reseksjon prøvene, ble 100 kreftceller scoret. En ALK FISH split signalhastighet 15% ble tolket som negativt og som ≥15% som positivt
(A) Tumor med H . E flekken. (B) Tumor med positiv TTF-en flekk. (C) FISH analyse tolkes som positivt; 15 ALK omorganiseres celler i 57 tumorceller (ALK FISH split 15%).
Forkortelser
H E: hematoxylin og eosin; TTF-1; thyroid transkripsjonsfaktor 1.
Statistisk analyse
Data er uttrykt som frekvenser med prosenter eller som betyr med standardavvik. De grunnleggende egenskapene til studiepopulasjonen ble sammenliknet med uparet Student
t
-test for kontinuerlige variabler og chi-kvadrat test for kategoriske variabler. Vi brukte logistisk regresjonsanalyse for å undersøke forholdet mellom driver mutasjoner og andre kliniske variabler. Odds ratio med 95% konfidensintervall (KI) ble beregnet. Egnethets ble beregnet til å vurdere relevansen av den logistiske regresjonsmodellen. En lineær-by-lineær sammenheng test ble benyttet for å utforske assosiasjoner mellom en nedgang i FEV1 og uttrykk for sjåføren mutasjoner. Alle statistiske analyser ble utført ved hjelp av SPSS programvare (ver 15.0.0 for Windows,. SPSS Inc., Chicago, IL, USA), og
p
0,05 ble tatt for å reflektere betydning.
Resultater
Totalt pasientkarakteristika
Etter eksklusjon av 151 pasienter uten lungefunksjonen testresultater, 350 pasienter med NSCLC ble registrert. Av disse ble 106 pasienter valgt for KOLS-gruppen og 244 for ikke-KOLS-gruppen. Gjennomsnittsalderen for pasientene var 65,1 år; 192 (54,9%) var menn, 199 (54,9%) var aldri røykere, og 17 (4,9%) hadde plateepitelkarsinom. De kliniske stadier av 226 pasienter (64,6%) var III eller IV på diagnosetidspunktet. EGFR mutasjoner var tilstede i 108 pasienter (30,9%), KRAS-mutasjoner i 31 (8,9%) og ALK rearrangements i 34 (9,7%). Gjennomsnittlig% FEV1 predikert verdi var 90,9%, og gjennomsnittlig FEV1 absoluttverdien i liter var 2,32 (tabell 1)
Pasient egenskaper og forskjeller mellom KOLS og ikke-KOLS grupper:. Univariat analyse
i KOLS-gruppen, gjennomsnittsalderen var høyere (69,8 vs. 63,0 år,
p
= 0,001), og mannlige pasienter var mer vanlig (78,3% vs. 44,7%,
p
= 0,001). Røykere var mer utbredt i KOLS-gruppen (59,4% vs. 36,1%,
p
= 0,001), mens adenokarsinomer var mer utbredt i den ikke-KOLS-gruppen (93% vs. 85,8%,
p
= 0,029). Ingen signifikante forskjeller i klinisk stadium ble funnet mellom de to gruppene (tabell 1). Andelen av totale pasienter uttrykker EGFR mutasjoner var 30,9%, og disse mutasjonene var mer utbredt i den ikke-KOLS (37,3%) sammenlignet med KOLS-gruppen (16%) (
p
= 0,001). ALK rearrangements var betydelig mindre utbredt i KOLS-gruppen (3,8% vs. 12,3%) (
p
= 0,013). Som å KRAS mutasjon, ble ingen signifikant forskjell finnes mellom to grupper (figur 2).
(A) EGFR mutasjoner (B) KRAS-mutasjoner og (c) ALK rearrangements.
multivariat analyse av risikofaktorer forbundet med EGFR mutasjoner og ALK rearrangements
Vi utført multivariate analyser for å identifisere risikofaktorer forbundet med EGFR mutasjoner og ALK rearrangements. Variablene funnet å være signifikant i de univariate analysene ble innført i en logistisk regresjonsmodell. Effekten av alder, kjønn, røyking, og histologi ble vurdert av multivariate analyser. EGFR mutasjoner var mer vanlig hos kvinner, som aldri har røykt, og pasienter med adenokarsinomer (tabell 2). KOLS ble uavhengig assosiert med lavere forekomst av EGFR mutasjoner (95% KI, 0,254 til 0,931,
p
= 0,029) og ALK rearrangements (95% KI, 0,065 til 0,600,
p
= 0,004 ). Den odds ratio var 0,487 for EGFR mutasjoner (95% CI, 0,254 til 0,931,
p
= 0,029) og 0,197 for ALK rearrangements (95% KI, 0,065 til 0,600,
p
= 0,004 ).
GOLD-stadier
Blant de 106 KOLS-pasienter, 47, 48, 11 og 0 ble klassifisert som GOLD trinn 1, 2, 3 og 4, henholdsvis. For å utforske hvorvidt alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon er signifikant korrelert med utbredelsen av genmutasjoner, fordelt vi pasientene til ikke-kols gruppen til gull stadier 1, 2 og 3. Andelen av de med EGFR mutasjoner var omvendt proporsjonal til alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon (
p
= 0,001). Videre er nærværet av ALK rearrangementer også reduseres etter hvert som luftveisobstruksjon øket (figur 3).
(A) EGFR mutasjoner og (B) ALK rearrangementer.
a
p
-verdier ble beregnet ved lineær-by-lineær assosiasjon test.
Forskjeller i driver mutasjoner mellom KOLS og ikke-KOLS grupper blant aldri-røykere
Korrigert for effekten av røyking, bestemt vi sammenhengen mellom KOLS og EGFR mutasjoner i 199 aldri-røyker NSCLC pasienter. Andelen av pasienter med EGFR mutasjoner var betydelig lavere i KOLS-gruppen enn de ikke-KOLS-gruppen (12,7% vs. 49,0%,
p
= 0,002). Ingen statistisk signifikant forskjell i forekomsten av ALK rearrangements ble funnet mellom de to gruppene (figur 4).
Diskusjoner
Målet med vår studie var å undersøke forekomsten av driver mutasjoner hos pasienter med NSCLC og COPD i henhold til alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon. Pasienter med KOLS-relaterte NSCLC hadde lav forekomst av EGFR mutasjoner og ALK rearrangements, som var proporsjonal med nedgang i FEV1. Videre KOLS var også signifikant korrelert med lav forekomst av EGFR mutasjoner og ALK rearrangements i ikke-røyker NSCLC pasienter. Men ingen signifikant forskjell mellom KOLS og ikke-KOLS-gruppen i uttrykket av KRAS-mutasjon ble funnet.
Våre Resultatene fra denne undersøkelsen er i samsvar med tidligere funn om at EGFR mutasjoner var mindre utbredt hos menn og røykere og mer utbredt i adenokarsinomer [ ,,,0],26-29]. Men det er få data som klargjør sammenhengen mellom KOLS og store driver mutasjoner i NSCLC pasienter. En fersk undersøkelse utført av
Hashimoto
et al. viste at EGFR mutasjoner var mer utbredt i et ikke-KOLS-gruppen sammenlignet med kols gruppe [30]. En tidligere studie viste at uttrykket av EGFR mutasjoner ble proporsjonalt korrelert med en nedgang i FEV1; Men foreningen ikke var gyldig i multivariat analyse [1]. Vår studie viste at KOLS er uavhengig assosiert med en lavere forekomst av EGFR mutasjoner blant NSCLC pasienter, etter å ha tatt alder, kjønn, røyking, og histologi i betraktning, og det antall individer registrert var større. I tillegg vår studie viste at forekomsten av ALK rearrangements i NSCLC var lavere i KOLS enn ikke-KOLS-gruppen.
luftveisobstruksjon alvorlighetsgrad definert av% FEV1 var proporsjonal med forekomst av EGFR mutasjoner og ALK rearrangements i vår studie. Røyking er en mulig årsak til sammenhengen. Røyking forårsaker også bronkial epitelforandringer i KOLS-pasienter [31]. Adenokarsinom utvikling kan innebære ulike veier mellom røykere og aldri-røykere. I røykere, røykerelaterte kreftfremkallende favorisere KRAS-mutasjoner; på den annen side, EGFR mutasjoner er mer utbredt hos ikke-røykere [32]. Røyking er viktigste årsaken til kols, og effekten kan tilskrives en lavere forekomst av EGFR mutasjoner; Men vi også vurdert den iboende påvirkning av KOLS.
I multivariat analyse, tilstedeværelse av KOLS var en uavhengig risikofaktor for en lav forekomst av driver mutasjoner. Videre analyse av aldri-røyker pasientene i vår studie viste at forekomsten av EGFR mutasjoner var lavere hos NSCLC pasienter med KOLS, etter eksklusive effekten av røyking. Konstant betennelse i mikromiljøet og reparasjonsprosessen involvert i KOLS kan være viktige komponenter for utvikling av kreft relatert til KOLS [33]. Tidligere studier tyder på at betennelse indusert av nøytrofile elastase eller matriksmetalloproteinaser ytterligere bidrar til kreftutvikling [34]. Videre EGFR aktivering medierer mucus hypersekresjon innledet av neutrofil elastase og oksidativt stress, og dermed knytte luftveisinflammasjon til karsinogenese [3]. Det har blitt foreslått at inflammatoriske mediatorer er involvert i luftveis kronisk inflammasjon fremme malign transformasjon av bronchioalveolar stamceller [35,36]. Andre mulige vanlige sykdomsfremkallende mekanismene som er involvert i utvikling av lungekreft hos KOLS-pasienter har skader fra frie radikaler av DNA og genetiske mutasjoner og polymorfismer [37]. Oksidanter som ikke er balansert av antioksidanter føre til DNA-skader [38]. Genetisk mutasjon av glutation S-transferase μ1 (GSTM1), en beskyttende enzym mot vevsskade fremkallende stoffer som finnes i tobakk, var mer utbredt i lungekreftpasienter med KOLS enn hos friske pasienter [39]. Vi foreslår at rollene som driver mutasjoner som EGFR mutasjoner eller ALK rearrangements er begrenset i kreftutvikling hos KOLS-pasienter.
Det var flere begrensninger for vår studie. Først andelen som aldri har røykt var uforholdsmessig høy i KOLS-gruppen, og den dominerende generelle histologiske typen blant de pasienter som deltok i vår studie var adenokarsinom. Vi rutinemessig teste driver mutasjoner assosiert med ikke-plateepitel typen NSCLC, og pasientdata ble samlet etter hverandre fra flere sentre. Derfor antar vi at de inkluderte pasientene representerer den samlede lungekreft pasientpopulasjon. For det andre, vi definert KOLS bare av spiro resultater, slik at et misforhold kan eksistere mellom KOLS-gruppen i vår studie og KOLS-pasienter i gjennomsnitt. Men tidligere studier om lungekreft presentere med KOLS også definert KOLS av spiro resultater alene [30,40,41]. Lungefunksjon kan bli påvirket av den anatomiske plasseringen av lungekreft; Det ble imidlertid ikke signifikant forskjell i klinisk stadium mellom KOLS-gruppen og ikke-KOLS gruppe oppdaget.
I denne studien, lavere andeler av EGFR mutasjoner og ALK rearrangements ble funnet i KOLS-gruppen sammenlignet med ikke- KOLS-gruppen. Videre er utbredelsen av driver mutasjoner redusert som alvorlighetsgraden av luftveisobstruksjon økt. Den lave forekomsten av EGFR mutasjoner blant KOLS-pasienter uten røyking historie tyder på at NSCLC presentere med KOLS kan være en egen fenotype av lungekreft. Videre studier er nødvendig om de molekylære mekanismene for lungekreft knyttet til KOLS.
Hjelpemiddel Informasjon
S1 datasett. . Dataset_COPD_drivermutation.xlsx
Dette er minimal datasettet
doi:. 10,1371 /journal.pone.0142306.s001 plakater (XLSX)
