Abstract
Bakgrunn
Induksjon kjemoterapi er et vanlig behandlingsalternativ for pasienter med locoregionally-fremskreden hode- og nakkekreft (HNC), men det er fortsatt uklart hvilke pasienter vil ha nytte. I denne studien har vi søkte etter biomarkører forutsi responsen av pasienter med locoregionally avansert HNC til induksjons kjemoterapi ved å evaluere uttrykket mønster av DNA reparasjonsproteiner.
Metoder
Uttrykk av et panel av DNA ordet -reparasjon proteiner i formalinfiksert parafin innebygd prøver fra en kohort av 37 HNC pasienter som gjennomgår platinumbasert induksjonskjemoterapi før definitive chemoradiation ble analysert ved hjelp av kvantitativ immunhistokjemi.
Resultater
Vi fant at XPF (en ERCC1 bindingspartner) og fosfor-MAPKAP kinase 2 (pMK2) er nye biomarkører for HNSCC pasienter som gjennomgår platinumbasert induksjonskjemoterapi. Lav XPF uttrykk i HNSCC pasienter er assosiert med bedre respons på induksjons kjemoradioterapi, mens høy XPF uttrykk korrelerer med en dårligere respons (p = 0,02). Videre ble lav pMK2 uttrykk funnet å korrelere signifikant med total overlevelse etter induksjons pluss chemoradiation behandling (p = 0,01), noe som tyder på at pMK2 kan forholde seg til chemoradiation terapi.
Konklusjoner
Vi identifiserte XPF og pMK2 som nye DNA-reparasjon biomarkører for locoregionally avansert HNC pasienter som gjennomgår platinumbasert induksjonskjemoterapi før definitive chemoradiation. Vår studie gir innsikt for bruk av DNA-reparasjon biomarkører i personlig diagnostikk strategier. Ytterligere validering i en større kohort indikeres
Citation. Seiwert TY, Wang X, Heitmann J, Villegas-Bergazzi V, Sprott K, Finn S, et al. (2014) DNA Repair Biomarkører XPF og Phospho-MAPKAP kinase 2 Correlate med klinisk utfall i Advanced hode- og halskreft. PLoS ONE 9 (7): e102112. doi: 10,1371 /journal.pone.0102112
Redaktør: Apar Kishor Ganti, University of Nebraska Medical Center, USA
mottatt: 13 mars 2014; Godkjent: 14 juni 2014; Publisert: 14.07.2014
Copyright: © 2014 Seiwert 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:. Dette arbeidet ble støttet av en ASCO translasjonell professor skip award (EEV), Grant Achatz og Nick Kokonas /Alinea Head and Neck Cancer Research Fund (EV, TYS), og en Flight Møtende Medical Research Institute Young Clinical Scientist Award (FAMRI, YCSA) ( TYS). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. X Wang, V Villegas-Bergazzi, og DT Weaver var ansatte i On-Q -ity. K Sprott, S Finn, E O’Regan, DA Farrow var konsulenter for On-Q-fukt. Forfatterne bekrefter at dette ikke endrer tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer, som beskrevet i veiledningen for forfatterne.
Innledning
hode og hals plateepitelkarsinom (HNSCC) er den sjette mest vanlige ondartede svulster over hele verden og står for 45.000 nye tilfeller i USA hvert år [1], [2]. For praktiske formål er hode og nakke kreft delt inn i tre kliniske faser: tidlig, locoregionally avansert og metastatisk eller residiverende. Behandlingsmetoder kan variere avhengig av stadium av sykdommen. De aller fleste av pasientene (-60%) presenterer med locoregionally-avansert sykdom krever aggressiv multimodalitet terapi. Rapporterte langsiktige overlevelse varierer mellom 50-70% [3], [4]. Induksjon eller neoadjuvant kjemoterapi brukes i økende grad før definitive lokalbehandling (dvs. kirurgi /kjemoradioterapi /stråling) og FDA godkjent for denne indikasjonen. Kjemoterapien er forbundet med høye svarprosenter, symptomlindring, og en reduksjon i fjerne metastatisk feil. Dessuten har flere grupper inkludert vår rapporterte en klar sammenheng mellom respons på induksjonskjemoterapi og bedre total overlevelse [5] – [7]. Til tross for en høy grad av aktivitet, en fersk fase III-studie klarte ikke å vise nytten av å legge induksjonskjemoterapi til kjemoradioterapi i en uselektert populasjon pasient [8]. Subgruppe analyse antydet potensiell fordel i visse høyrisikogrupper, men i fravær av en egnet biomarkør validering av hypoteser vil være vanskelig og dyrt.
En meta-analyse bekreftet også en liten overlevelsesfordel med induksjonskjemoterapi tross heterogenitet av de inkluderte terapier [9]. Dessverre er det foreløpig ingen validert metode for å forutsi hvilke pasienter vil ha nytte av denne behandlingen, og det er fortsatt uklart hvordan du velger pasienter for denne potensielt gunstig samt potensielt giftig terapi. Biomarkører kan bidra til å forbedre pasientens valg i fremtiden.
DNA reparasjons proteiner spiller en avgjørende rolle i å opprettholde genom stabilitet og har vært innblandet i tumorigenesis. Pasienter med kromosom ustabilitet syndromer som Fanconi anemi (FA), ataksi telangiectasia (AT), Bloom syndrom eller Werner syndrom viser defekter i DNA-reparasjon og en tilhørende økt risiko og dårlig prognose for kreft, inkludert hode og nakke kreft [10] – [17 ]. Kreftceller vise genomisk ustabilitet og er ofte defekt i en av seks store DNA reparasjon veier nemlig: basen excision repair (BER), nukleotid excision repair (NER), mismatch reparasjon (MMR), homolog rekombinasjon (HR), nonhomologous endjoining (NHEJ) og translesion DNA-syntese (TLS). Kjemoterapi og mest kjemoterapeutika skade DNA og mangel på tilstrekkelig reparasjon induserer tumor celledød.
Derfor er det avgjørende å identifisere DNA reparasjons biomarkører som kan forutsi hvilke pasienter ha nytte av kjemoterapien i locoregionally-fremskreden hode- og nakkekreft .
Tidligere rapporter tyder på at ERCC1 er en potensiell biomarkør for platinabasert terapi [18] – [20]. Den ERCC1 proteinet binder seg til XPF for å danne en heterodimer, som er en DNA-spesifikk endonuklease struktur som stabiliserer hverandre
in vivo
og er ansvarlig for den 5 «innsnitt i løpet av nukleotid-excision reparasjon [21]. Nivåer av ERCC1 er betydelig redusert i XPF manglende celler og vice versa [22]. Dette biomarkør har ikke blitt vedtatt for HNSCC delvis på grunn av striden rundt spesifisitet av de sysselsatte antistoff [23], [24]. Andre studier har funnet, at motstanden mot platina-basert kjemoterapi korrelerer med protein eller mRNA nivåer av ERCC1 og XPF [21], [25], [26].
I denne studien undersøkte vi et panel av DNA-reparasjon proteiner i fem store DNA-reparasjons trasé ved hjelp immunhistokjemi (IHC) og en digital patologi plattform for å vurdere om uttrykket mønster av DNA-reparasjonsproteiner ved biopsi stadiet kan forutsi tumorrespons hos pasienter med locoregionally avansert HNSCC gjennomgår kjemoterapien før definitive chemoradiation. Vår studie viser at XPF er svært variabel blant hode og nakke kreft med et bredt dynamisk område: Lave nivåer av uttrykk for XPF korrelerer med bedre respons på induksjons kjemoradioterapi, mens høye nivåer av XPF uttrykk er forbundet med en dårligere respons. Videre pMK2, en kinase som er blitt rapportert å være kritisk for post-transkripsjonell regulering av genekspresjon som en del av DNA-skade reaksjon [27], er signifikant assosiert med total overlevelse etter induksjons pluss chemoradiation terapi. Våre resultater tyder på at analysen av endring i DNA-reparasjon trasé kan være klinisk verdifulle i HNC.
Materialer og metoder
Pasient kohorter
Snitt (formalinfiksert, parafin innebygde tumorprøver) fra 37 pasienter med stadium IV locoregionally avansert HNSCC behandlet ved University of Chicago ble evaluert fra hele seksjoner. De HNSCC pasient biopsier hadde blitt hentet fra en primær reseksjon eller biopsi før behandling. Skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle givere eller pårørende for bruk av disse prøvene i forskning godkjent i henhold til University of Chicago IRB-protokollen 8980 og 15410A. Alle pasienter som var blitt behandlet med induksjonskjemoterapi bestående av to sykluser med paclitaxel og karboplatin for en total på åtte uker. Vi utførte senere en midlertidig vurdering, etterfulgt av paclitaxel, 5-fluorouracil, hydroksyurea og strålebehandling-baserte regimer (FHX) basert kjemoradioterapi og til slutt vi evaluert for respons [28], [29]. Vi analyserte pasientprøvene om deres HPV-status ved farging for p16 (Santa Cruz JC-8).
Behandling evaluering
Response Evalueringen ble gjennomført i tidsrommet mellom induksjonskjemoterapi og påfølgende kjemoradioterapi av CT scan og /eller klinisk undersøkelse av en ØNH spesialist og beste responsen ble vurdert. Responskriterier var definert som komplett respons (CR) [14], progressiv respons (PR) og stabil sykdom (SD) basert på RECIST kriterier [6], [30].
Cellelinjer
De simian virus 40-transformerte fibroblaster GM08437 (XPF – /-, Coriell Institute) celler og HeLa-celler ble dyrket i Dulbeccos modifiserte Eagles medium supplert med 10% varme-inaktivert føtalt kalveserum (FCS) i en fuktet 5% CO2 inkubator ved 37 ° C.
Immunohistochemistry (IHC)
hele deler av prøvene ble farget av IHC å bruke antistoffer mot XPF (SPM228) /ERCC1 (8F1) (Abcam), FANCD2 (Santa Cruz ), PAR, γH2AX (Millipore), MLH1 (AbSerotec) og fosfor-MAPKAP Kinase2 (pMK2) (Cell Signaling Technology). Vevssnitt ble deparaffinized /rehydrert ved anvendelse av standardteknikker. Termisk induserte epitop gjenfinning ble utført, og vev ble farget med antistoffer over natten ved 4 ° C. Primære antistoffer ble utelatt for negative kontroller. Hematoxylin ble brukt som atom counterstain. To-fold antistoff utvannings områder ble etablert, og antigen gjenfinning forholdene ble satt slik at antistoffet var i overkant og diskriminert mellom kontroll kreft vev og mellom lav og høy uttrykk nivåer. Renaissance TSATM (tyramide signalforsterkning) Biotin System (Perkin Eimer) ble anvendt for deteksjon av XPF og FANCD2. Super Sensitive TM IHC Detection System (BioGenex) ble brukt for påvisning av PAR, PARP1, MLH1, pMK2, γH2AX og ERCC1.
IHC Scoring
IHC farget vev på lysbildene ble skannet inn en digital patologi plattform (Aperio). Kvaliteten på fargemønster ble patologi anmeldt. Intensiteten av nukleær farging, og /eller lokalisering av markør i både nukleære og cytoplasmiske kamrene ble bestemt. Tre tumor regioner av interesse i en hel seksjon ble selektert ved patologer for å minimalisere virkningene av IHC-farging variasjon. Skannet lysbilder ble deretter evaluert av patologer og maskinbasert digital bildeanalyse (Aperio). Prosentandelen (0-100%) av tumorceller med positiv farging Mengde (Q) og intensitet (I) for hver markør ble uavhengig scoret av to utdannede patologer (VVB, SF), som ble blindet av klinisk historie. En kjernefysisk Poengsummen ble rapportert for XPF, ERCC1, FANCD2, MLH1, PARP1, PAR og γH2AX. De kjernefysiske og cytoplasmatiske avdelinger ble scoret separat for pMK2. Beising mengde (Q) ble scoret 0-4: nei nukleær farging = 0; 1-9% av celler med nukleær flekk = 1; 10-39% = 2; 40-69% = 3; og 70-100% = 4. fargeintensitet (I) ble klassifisert fra 0 til 3, og 0 = negativ, 1+ = svak, 2+ = middels, 3+ = sterk. Endelig score ble oppnådd ved å multiplisere antall og fargeintensitet score (IxQ) [31]. Maskin-baserte bilde analyser ble etablert basert på modifiserte makroer i Aperio IHC atom algoritme for å skåre intensitet /mengde positive tumor kjerner. Marker utganger i 0, 1+, 2+ og 3+ hyller ble kombinert i en vekting algoritme for å skape en relativ intensitet score (H-score) 0-300 [32].
Immunoblotting
Immunoblotting for XPF, ERCC1, og β-aktin ble gjort ved bruk av standard metodologi som tidligere beskrevet [33] – [37]. Antistoffer anvendt for immunblotting ble anti-XPF (SPM228, Abcam), anti-ERCC1 (8F1, Abcam /Santa Cruz), og anti-β-Actin (H-170, Santa Cruz). Ni hode og nakke kreft cellelinjer (SCC58, SCC61, SCC35, SCC28, SQ20B, SCC9, HN5, SCC68, SCC25), vennlig levert av Dr. Ralph Weichselbaum og Dr. Mark Lingen, ble brukt.
Statistisk analyse
Biomarker scoring var korrelert med kliniske data for å vurdere for korrelasjon med utfallet. Et sett av optimale terskelmarkørverdier ble bestemt ved univariat analyse for hver markør som ga den høyeste diskriminering for å skille Fullstendig respons (CR), Partial Response (PR), stabil sykdom (SD) grupper for induksjonskjemoterapi og total overlevelse. Multivariat analyse var ikke mulig på grunn av den lille prøvenummer. Univariate Cox modeller ble konstruert for hver av markører (enkelt markør modeller) for å undersøke deres potensielle prediktive krefter. Diskriminant og partisjon analyse ble også gjennomført for å maksimalt skille datasett prøvene inn i grupper.
statistiske utganger for p-verdi (positiv prediktiv verdi), Tilsynelatende Error Rate (AER), Mottaker Operatør Kjennetegn (ROC) og areal under kurven (AUC). ROC er et grafisk plott av følsomheten vs. (1-spesifisitet) for et binært system klassifikator som dens diskriminering av sanne positiver, i dette tilfellet, er det 1-spesifisitet (fraksjon av CR /PR kalt SD /PD) sammenlignet med følsomheten ( brøkdel av SD /PD kalles SD /PD). AUC er et mål på hvor godt to klasser av data separere under en prøveprogrammet. Sensitivitet, spesifisitet, positiv prediktiv kraft, negativ prediktiv kraft, relativ risiko (RR) og Odds Ratio ble beregnet i de alternative modellene.
For å vurdere sammenslutning av biomarkør score til pasientene, overlevelse, terskler for hver biomarkør ble bestemt, som skilte pasienter i to grupper. Disse tersklene ble valgt ved å velge biomarkør verdi som genererte minimum overlevelse kurven p-verdi når pasienter med score over terskelen ble sammenlignet med pasienter under terskelen. Terskler som skapte et minimum gruppestørrelse på mindre enn 10% av alle prøvene ble ikke ansett pålitelig og ekskludert fra analysen.
Overlevelseskurver for lav- og høyrisikogrupper ble sammenliknet med Kaplan-Meier-modeller og p-verdi rapportert. I tillegg AER, AUC, ROC kurve, sensitivitet, spesifisitet, positiv prediktiv verdi, negativ prediktiv verdi, og relativ risiko rapporteres.
Resultater
Betydelige variasjoner av DNA-reparasjonsproteiner uttrykk i flere DNA reparasjons trasé i hode- og halskreft
DNA reparasjons trasé er viktig for cellulær respons på kjemoterapi og strålebehandling. Åtte utvalgte DNA reparasjonsproteiner i fem store DNA-reparasjons trasé ble evaluert av IHC i en kohort av 37 pasienter; et IHC-farging eksempel for hver biomarkør er vist i Figur 1A. Patologenes score og maskinbasert vurdering av IHC flekker intensiteter i kommenterte svulst sonene ble brukt for å evaluere protein expression forskjeller mellom pasientprøver. Uttrykk av DNA-reparasjon proteiner varierer mellom vevsprøver som vises grafisk i pasientfordelingen for de markører (Figur 1b). Subcellulære lokalisering av pMK2 varierer mellom kjerne bare, eller kjerne + cytoplasma lokalisering avhengig av pasientens tumor. Flere biomarkører som FANCD2 og γH2AX proteiner har et tydelig mønster i kjernen som indikerer aktivering av FA /Homolog rekombinasjon (HR) eller DNA-skade respons (DDR) bane (figur 1A) i disse HNSCC tumorer. Biomarkører i ulike DNA-reparasjons trasé som XPF (NER), MLH1 (MMR), PAR (BER), FANCD2 (FA /HR), pMK2 og γH2AX (DDR) ble funnet å ha forskjeller i kjernefysiske eller cytoplasma fargeintensitet og distribusjon mellom parabasal (pb) og ikke-parabasal (non-pb) lag celler for visse prøver, som tyder på en variabel uttrykk av disse DNA-reparasjon biomarkører (figur 1C). Et eksempel er vist her er den kjernefysiske farging mønster av NER biomarkør XPF i to representative kreft ved IHC. Lav eller negativ intensitet av XPF nukleær farging indikerer at NER veien er slått av, og høy intensitet av XPF-farging indikerer at NER reaksjonsveien er på (figur 2). For å teste sammenhenger mellom patolog score, maskinstyrt og bildeanalyse, sammenlignet vi IHC farget XPF, som ble analysert ved to patologer, som var blindet for tumorprøver, og maskinbasert algoritme i denne studien (figur 2) med R2 verdi på 0,79.
A. De FFPE- hele seksjoner fra 37 HNSCC pasientprøver ble farget av IHC hjelp av antistoffer mot DNA reparasjon biomarkører (XPF, ERCC1, FANCD2, MLH1, pMK2, PAR, PARP1) i henhold til protokollen beskrevet i
Materialer og metoder
. Farget vev på lysbildet ble skannet inn i en digital patologi plattform (Aperio) og bildene ble vist digitalt, forstørrelse 10X. Som nevnt, subcellulære lokalisering av pMK2 er i enten Nuclear (N), eller Nuclear (N) + Cytoplasmatisk (C), blir fargemønstre av pMK2 i disse kreftvev vist som antydet, forstørrelse 20X. Nuclear foci i hodet nakke kreft celler ble vist for γH2AX og FANCD2 i nedre panel som angitt, forstørrelse 40X. B. Eksempler på varierende biomarkør uttrykk i hode og nakke kreft vevsprøver farget med XPF, FANCD2, MLH1 vises. Pasient distribusjon av XPF, FANCD2, MLH1 score er plottet. C. Forskjeller i fargeintensitet og distribusjon av XPF (NER), MLH1 (MMR), PAR (BER), FANCD2 (FA /HR), pMK2 og γH2AX (DDR) i parabasal (pb) og nonparabasal (ikke-pb) lags celler fra eksemplarer av en representant HNSCC pasient ble vist som angitt.
det er gjort sammenligninger mellom alternative scoring strategier for immunhistokjemi med XPF for hvert hode og nakke kreft pasient. Machine assistert scoring for XPF ble fastsatt basert på prosentandelen av atomkjerner med 1+ (svak), 2+ (medium), 3+ (høy) intensitet patolog score var Intensitet (I). Korrelasjons tomter som vises er beregnet for likheten med en R-verdi på 0,79.
høyst variabel XPF uttrykk i hode og nakke kreft
I vår studie fant vi ut spesifisiteten av XPF (SPM228) og ERCC1 (8F1) antistoffer ved IHC ved bruk av formalinfiksert, parafininnstøpte blokker av HeLa (positiv kontroll) og XPF mangelcelle pellets. Andre XPF og ERCC1 antistoffer ble evaluert (data ikke vist /proprietær). SPM228 ble valgt på grunn av høy grad av spesifisitet, og 8F1 valgt fordi det er det mest brukte ERCC1 antistoff. Vår Resultatet viste at bestemte nukleær farging av et monoklonalt antistoff mot XPF (SPM228) ble påvist i HeLa-celler, men ikke i XPF manglende celler, i motsetning til dette ble nukleær farging av ERCC1 8F1-antistoffet finnes i både HeLa og XPF manglende celler, noe som indikerer at dette SPM228 antistoff som er spesifikt XPF og egner seg for deteksjon av XPF av IHC, og ERCC1 8F1 gjenkjenner ytterligere ikke-spesifikke nukleære proteiner og som er i stand til spesifikt å påvise ERCC1 i prøver (figur 3A).
A. FFPE blokker av HeLa og GM08437 (XPF mangelfulle celle) pellets ble anvendt som negative og positive kontroller, XPF (SPM228) og ERCC1 (8F1) antistoffer ble deretter påført på de delene av immunhistokjemi i henhold til IHC metode for tumor, og atomfargemønstre av XPF og ERCC1 ble vist. B. Ni hode- og nakkekreftcellelinjer ble analysert ved immunoblotting for uttrykk av XPF. XPF og XPF nedbrutte proteiner ble påvist ved en anti-XPF monoklonalt antistoff (SPM228) med cellelinjer 5 og 6 som viser lav ekspresjon. p-aktin (Santa Cruz) ble anvendt som en proteinlastekontroll. Navnene på cellelinjer er oppført
Vi har evaluert XPF uttrykk i begge, p16 (+) og p16. (-) Prøver og oppdaget ikke en signifikant forskjell (178 versus 165, NS).
Vi målte nivået av XPF uttrykk i lysatene av ni HNSCC cellelinjer av immunoblot. To bånd av XPF 110 kD og 75 kD ble funnet konsekvent, med den 75 kD båndet gjenkjenne full lengde XPF og det andre båndet som representerer et spaltningsprodukt av XPF (XPF nedbrytning) (figur 3B). Vi fant også at nivåene av uttrykk for XPF dramatisk varierer mellom ni HNSCC cellelinjer (figur 3B). Et bredt dynamisk spekter av XPF uttrykk i kohorten i vår studie er også vist i en pasient fordelingsplott (figur 1B). Tatt sammen, våre resultater viser at nivået av XPF ekspresjon detektert av SPM228 antistoffet variere betydelig i hode og hals cellelinjer og pasientprøver, og at de monoklonale antistoff SPM228 kan brukes for spesifikt å påvise XPF-ekspresjon ved Western blot og IHC.
XPF er assosiert med respons på induksjonskjemoterapi for hode- og nakkekreftpasienter
Åtte DNA reparasjons biomarkører farget på 37 pasientprøver av IHC ble analysert for deres evne til å forutsi respons på induksjonskjemoterapi. Av de 37 HNC pasienter behandlet med induksjonskjemoterapi i studien, fullstendig respons (CR) [14] ble observert hos 11 pasienter (29,7%), 19 pasienter (51,4%) oppnådd en delvis respons (PR), og syv pasienter (18,9 %) hadde en stabil sykdom (SD). Vi har funnet at lave nivåer av XPF ekspresjon i HNC pasienter var signifikant assosiert med bedre respons til induksjonskjemoterapi (p = 0,02) (figur 4). Videre har alle syv pasientene som hadde SD hadde høye nivåer av ekspresjon XPF (figur 3, tabell 1). I motsetning til dette, ERCC1 detektert av den vanlig brukte antistoff (klon 8F1) i vår kohort sett korrelerte ikke med reaksjon, og andre markører som PARP1, PAR, MLH1, pMK2, γH2AX, FANCD2, heller ikke til å korrelere (tabell 1). Våre resultater tyder på at XPF er den foretrukne NER biomarkør for å forutsi respons på induksjonskjemoterapi i HNSCC pasienter.
Figuren viser at univariat analyse av XPF biomarkør score i forhold til diskriminering mellom Responder undergrupper. Det primære utfallet målingen var respons på induksjonskjemoterapi.
pMK2 korrelerer med total overlevelse til chemoradiation terapi
Vi evaluerte deretter sammenslutning av de DNA-reparasjon biomarkører til total overlevelse for denne kohort av pasientene. pMK2 ikke korrelerer med respons på induksjonskjemoterapi (tabell 1), men det korrelert sterkt med total overlevelse: lav pMK2 uttrykk var assosiert med bedre total overlevelse (p = 0,01) (figur 5); pMK2 differensiert en undergruppe med bedret overlevelse potensielt relatert til chemoradiation terapi, noe som tyder på at pMK2 kan forholde seg til chemoradiation terapi. I motsetning til dette ble XPF funnet ikke å korrelere med total overlevelse (p = 0,08). For flere andre markører i DNA-reparasjon som PARP1, PAR, MLH1, γH2AX, ERCC1, FANCD2, den samme analysen ikke klarte å nå statistisk signifikans (tabell 2). Videre studier av pMK2 er nødvendig.
Total overlevelse anslått av beste respons på induksjonskjemoterapi ved hjelp av Kaplan-Meier overlevelseskurver basert på atomfargeintensitet og kvantifisering av pMK2 bestemmes av patologer skår som NQ (Nuclear antall).
Diskusjoner
Kjemoterapi induserer DNA-skader i tumorceller. Derfor evnen til å reparere slike skader ved bruk av spesifikke DNA reparasjon trasé er sannsynlig prediktive for narkotika følsomhet /resistens og behandlingsresultat. Dermed diagnostiske DNA reparasjons biomarkører holde potensial til å endre diagnostiske strategier og påvirke terapeutisk beslutninger og behandlingsplanlegging for pasienter med hode- og halskreft. I vår studie har vi evaluert åtte DNA reparasjon biomarkører i fem ulike DNA-reparasjons trasé ved immunhistokjemi i locoregionally avansert hode- og halskreft. Betydelige variasjoner i flere DNA-reparasjons trasé ble observert i HNSCC svulster som tyder på at kliniske avgjørelser kan bli påvirket av en DNA-reparasjon biomarkør profil (figur 1, 2). Blant alle de DNA-reparasjons biomarkører som vi analyserte, XPF var den eneste beste markør for å forutsi respons på induksjonskjemoterapi ved univariat analyse; lave nivåer av uttrykk for XPF i hode- og nakkekreftpasienter var assosiert med bedre respons på induksjonskjemoterapi. Høye nivåer av XPF uttrykk i hode- og nakkepasienter korrelert med dårligere respons på platinumbasert kjemoterapi i samsvar med tidligere rapporter [38]. I motsetning ERCC1 (8F1), detektert av den vanlig brukte antistoff (klon 8F1), i vårt kohort sett korrelerte ikke med respons, som kan relateres til dets dårligere spesifisitet (figurene 3 og 4, tabell 1). ERCC1 (8F1) resultatene var ikke tilstrekkelig i vårt studium og vi hypotese at den nedsatte spesifisitet kan kompenseres ved større prøvestørrelsene som sett i andre studier [18] – [20]. Videre er det mulig at ERCC1 8F1 måler noe annet enn ERCC1, som korrelerer med overlevelse.
Mens pasientens respons på induksjonskjemoterapi er en potensiell prediktor for godt samlet resultat som rapportert av flere grupper [4], [5 ], [39] – [41], forblir total overlevelse klinisk mest meningsfulle. pMK2 ble funnet å korrelere signifikant (p = 0,01) med total overlevelse. Siden pMK2 ikke ut til å forholde seg til induksjons svar kan det være en potensiell markør for behandling suksess for samtidig chemoradiation (figur 5, tabell 2) i samsvar med prekliniske data [42].
Gitt heterogenitet på hode og hals kreft, og intrikat tilkoblet nettverk av seks store DNA reparasjon veier, er det urimelig å forvente at menings diagnostisk testing kan stole på en enkelt, bestemt markør. Som vår studie antyder, markører for induksjon og chemoradiation sannsynligvis annerledes. Videre er erstatningen av DNA-reparasjon i fravær av en reparasjon av en annen reaksjonsvei vei antyder muligheten for at flere markører kan være nødvendig for optimalt å vurdere reaksjonsevne. En slik DNA-reparasjon svar signatur vil måtte bli vurdert av vår gruppe, ved hjelp av en større kohort og kan gi bedre vurdering av HNC heterogenitet og kompleksiteten av DNA-reparasjons nettverk.
I konklusjonen, vår studie gir en etablert metode for å måle DNA reparasjon biomarkører og andre biomarkører som bruker kvantitative immunhistokjemi for å identifisere og vurdere funksjonelle endringer i DNA-reparasjon og skade signalveier som et verdifullt verktøy for personlig diagnostikk. Våre resultater tyder på nytten av XPF som en biomarkør for å forutsi hvilke pasienter ha nytte av hvilke behandlinger med induksjonskjemoterapi. Spesielt XPF viste seg overlegen ERCC1 (8F1) testing. XPF kan også ha verdi for å forutsi totale behandlings suksess, noe som potensielt er relatert til sin rolle for prediksjon av induksjon respons [25]. Videre våre resultater tyder på at pMK2 er en potensiell markør for chemoradiation som det ikke korrelerer med induksjon respons, men korrelerer sterkt med total overlevelse. Ytterligere validering av disse markørene i større kohort av fremskreden hode- og nakkekreftpasienter er viktig og våre observasjoner er i stor grad hypotesen dannende på dette punktet, men er i samsvar med annen litteratur [38]. Til syvende og sist, kan flere markører være nødvendig å optimalt vurdere vevsprøver, og gi mest mulig informasjon for å behandle leger.
Takk
Flight Attendant Medical Research Institute (FAMRI) YCSA (TYS), Cancer Research Foundation YIA (TYS), ASCO translasjonsforskning professorat award (EEV). Vi ønsker å takke Dr. Brian E. Ward for sin fortsatte støtte.
