absztrakt

a Syndecan-1 (CD138) egy transzmembrán proteoglikán, amelyről ismert, hogy különböző normál és rosszindulatú szövetekben expresszálódik. Érdekes a differenciális expresszió lehetséges prognosztikai szerepe miatt tumorok valamint az indatuximab célpontja, egy citotoxikus szerrel párosuló monoklonális antitest. A CD138 normál és neoplasztikus szövetekben történő átfogó elemzéséhez szöveti mikrorétegeket (TMA-kat) használtunk az immunhisztokémiailag kimutatható CD138 expresszió elemzéséhez 2518 szövetmintában, 85 különböző tumor entitásból és 76 különböző normál szövettípusból. Az adatok azt mutatták, hogy a CD138 expresszió bőséges a daganatokban. Legalább alkalmanként gyenge CD138 immunfestést lehetett kimutatni 71-ben 82 (87%) különböző tumortípusból, és 58 entitásnak (71%) volt legalább egy erős pozitivitású daganata. A normál szövetekben különösen erős expressziót találtak a különböző szervek, a gasztrointesztinális traktus serleg és oszlopos sejtjeinek normál laphámában, valamint a hepatocitákban. A legtöbb emberi ráktípus nagymértékben standardizált elemzése a daganatok rangsorolását eredményezte a CD138 expresszió gyakorisága és szintje szerint. A CD138 immunfestés a legmagasabb volt a laphámsejtes karcinómákban, például a nyelőcsőből (100%), a méhnyakból (79,5%), a tüdőből (85,7%), a hüvelyből (89,7%) vagy a vulvából (73,3%), valamint az invazív urothelialis rákból (76,2%). Az adenokarcinómákban a CD138 magas volt a tüdő (82,9%) és a vastagbélrák (85,3%), de gyakran alacsonyabb volt a hasnyálmirigy (73,3%), a gyomor (54,2% a bél típusában) vagy a prosztata carcinoma (16,3%). A CD138 expresszió általában alacsony vagy hiányzik a csírasejt tumorokban, szarkómákban, endokrin tumorokban, beleértve a pajzsmirigyrákot és a neuroendokrin tumorokat. Összefoglalva, a különböző helyek laphámsejtes karcinómáinak preferenciális expressziója ezeket a rákokat elsődleges célpontokká teszi az anti-CD138 kezelések számára, ha ezek elérhetővé válnak. A bőséges expresszió sok különböző normál szövetben akadályt jelenthet a CD138 terápiás célpontként való kiaknázásában.

1. Bevezetés

a Syndecan-1 (CD138) a syndecan család négy tagjának egyike. Ez egy sejtfelszíni fehérje, amely három szerkezeti doménből áll, amelyek közül az egyik extracelluláris, és kötődik a heparin-szulfátokhoz és a kondroitin-szulfátokhoz . A szindekán-1 releváns a sejt-sejt és sejt-mátrix kölcsönhatások szempontjából . Részt vesz a sejtproliferáció, a migráció szabályozásában, valamint a citoszkeleton szervezésében . A normál szövetekben a CD138 plazmasejteken és különböző epiteliális sejttípusokon expresszálódik.

a CD138 expressziója a rákban potenciális klinikai érdeklődés, mivel a CD138-at célzó specifikus gyógyszereket jelenleg klinikai vizsgálatokban értékelik. Egy plazmocitómával végzett fázis II vizsgálatban klinikai hatásosságról és alacsony mellékhatásokról számoltak be . A preklinikai vizsgálatokban ezek az antitestek a tripla negatív emlőrák és melanoma ellen is hatékonynak bizonyultak . Ha az anti-CD138 terápiák sikeresnek bizonyulnak, akkor más CD138-pozitív ráktípusok is részesülhetnek ilyen kezelésekben.

megváltozott CD138 expressziót írtak le különböző rosszindulatú daganatokban. Például a CD138 túlzott expressziójáról számoltak be emlő -, húgyhólyag -, epehólyag -, hasnyálmirigy -, petefészek -, endometrium-és prosztatarákban . Más daganattípusokban, mint a tüdő, fej/nyak, gyomor -, vese-és colorectalis rák, a CD138 expressziója csökkent a szomszédos normál epitheliumhoz képest . Ezen tumortípusok közül többnél a csökkent vagy megnövekedett CD138 expresszió a kedvezőtlen tumor fenotípushoz és a beteg rossz prognózisához kapcsolódott . Korábbi tanulmányok a cd138-ról a rákban különböző reagenseket és protokollokat alkalmaztak immunhisztokémiai festésükre. Valószínűleg ennek köszönhető, hogy a meglévő irodalom nagymértékben eltér a cd138 expresszió prevalenciája tekintetében a különböző tumortípusokban. Például a jelentett CD138 pozitivitás tartománya a húgyhólyagrákban 26% – ról 100% – ra, a laphámrákban 23% – ról 89% – ra, az emlőrákban 33% – ról 100% – ra, a nyelőcső laphámsejtes karcinómájában 50,5% – ról 87% – ra, a méhnyak laphámsejtes karcinómájában pedig 24,7% – ról 89,7% – ra változik.

tekintettel ezekre a heterogén adatokra, a meglévő irodalom nem teszi könnyen lehetővé ezeknek a ráktípusoknak a meghatározását, ahol a CD138 különösen fontos szerepet játszik. A CD138 expresszió prevalenciájának és intenzitásának összehasonlításához a tumor entitások között, és hogy azonosítsuk ezeket a ráktípusokat, amelyek optimális jelöltek lehetnek az anti-CD138 gyógyszerek számára, így több mint 2500 rákot és 76 normál szövetet elemeztünk egy standard protokoll segítségével. Erre a célra egy multitumor szöveti mikroarray-t (TMA) használtunk, amely legfeljebb 50 különböző daganatot tartalmazott 85 különböző tumortípusból és altípusból. Vizsgálatunk eredményei az erősen CD138-expresszáló tumor entitások széles skáláját azonosítják.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Tissue Microarrays (TMA)

a már létező TMA-k két különböző csoportját használtuk a CD138 expresszió tanulmányozására normál emberi és rákos emberi szövetekben. Az első TMA 76 különböző normál szövettípusból álló mintából állt (608 minta egy dián). A második TMA összesen 3642 primer tumort tartalmazott 85 tumortípusból és altípusból. A mintákat 7 különböző TMA blokk között osztottuk szét (414 és 522 minta között). A TMA összetételét az eredmények 1. táblázata ismerteti. Az összes mintát a Hamburgi Egyetemi Kórház (Hamburg, Németország) patológiai Intézetének archívumából származtatták. Minden TMA blokk tartalmaz egy azonos standard kontroll szakasz 40 normál és tumorszövet foltok annak érdekében, hogy ellenőrizzék a lehetséges slide-to-slide variabilitás az immunfestés. A szöveteket 4% – os pufferolt formalinban rögzítettük, majd paraffinba ágyaztuk. A TMA szövetfolt átmérője 0,6 mm volt.minden mű megfelelt a Helsinki nyilatkozatnak. Tájékozott beleegyezés nem volt szükséges.

2.2. Az immunhisztokémia

a frissen vágott TMA szakaszokat egy napon és egy kísérletben immunstaináltuk. A tárgylemezeket deparaffinizáltuk, és 5 percen át hő-indukált antigén-visszakeresésnek vetettük alá autoklávban 121cc-n, pH 9 Dako cél-visszakeresési Oldatpufferben. A teljes Szindekán-1-re specifikus elsődleges antitestet (egér monoklonális antitest, JASY1 klón, Dianova, Hamburg, Németország, hígítás 1 : 200) alkalmaztuk 37-en 60 percig. A kötött antitestet ezután az EnVision Kit (Dako, Glostrup, Dánia) segítségével vizualizáltuk a gyártó utasításainak megfelelően. A tumorszövetek esetében a pozitív hámsejtek százalékos arányát becsülték meg, és a festési intenzitást szemikvantitatívan rögzítették (0, 1+, 2+ és 3+). Statisztikai elemzésekhez, a festési eredményeket négy csoportba soroltuk. A festés nélküli tumorokat negatívnak tekintették. Az 1+ festési intenzitású tumorokat a sejtek 70% – ában, a 2+ intenzitású a sejtek 30% – ában gyengén pozitívnak tekintették. Azok a tumorok, amelyek 1+ festési intenzitással rendelkeznek >a sejtek 70% – ában, 2+ intenzitással 30% – tól 70% – ig, vagy 3+ intenzitással a 30% – ban. A 2+ intenzitású tumorokat >70% vagy 3+ intenzitással >a sejtek 30% – át erősen pozitívnak tekintették. Ezek a kategóriák a szokásos határértékeket képviselik, amelyeket mások és az Egyesült Államok számos IHC-tanulmányban használtak .

3. Eredmények

3.1. Technikai kérdések

összesen 2518 (69%) a 3642 tumorszövetből mintákat értelmeztünk a TMA elemzésünkben. Az elemzés sikertelenségének okai között szerepelt a hiányzó minták töredéke vagy az egyértelmű tumorsejtek hiánya. Mind a 76 normál szövettípus esetében elegendő számú minta volt analizálható, ami lehetővé tette a teljes normál szövetértékelést.

3.2. Syndecan-1 normál szövetekben

a normál szövetekben lévő összes pozitív CD138 immunstainingot a 2. táblázat foglalja össze. A CD138 bőségesen expresszálódott, főleg különféle epiteliális sejttípusokban. A CD138 különösen erős expresszióját figyelték meg különböző szervek laphámsejtjeiben(1.ábra (a)), a gyomor-bél traktus serlegsejtjeiben(1. ábra (b)), az epehólyag oszlopos sejtjeiben(1. ábra (c)), valamint a hepatocitákban(1. ábra (d)). Nem észleltek CD138 festődést a következő szövetekben: aorta/intima, aorta/média, szív (bal kamra), vázizom, vázizom/nyelv, myometrium, izomfal függelék, nyelőcső, gyomor, ileum, vastagbél leszármazás, vesemedence és húgyhólyag, pénisz (makk/corpus spongiosum), petefészek (stroma), zsírszövet (fehér), lép, csecsemőmirigy, petefészek (sárgatest), petefészek (follikuláris ciszta), pajzsmirigy, kisagy, nagyagy, agyalapi mirigy (hátsó lebeny), agyalapi mirigy (elülső lebeny) lebeny) és csontvelő.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)

1. ábra

a CD138 immunfesték reprezentatív képei normál és tumoros szövetekben: (a) normál máj, (b) hepatocelluláris carcinoma, (c) normál nyelőcső, (d) a nyelőcső laphámsejtes carcinoma, (e) vastagbél adenoma és (f) vastagbél carcinoma.

3.3. A CD138 a daganatos szövetekben

az immunfestés túlnyomórészt membrános volt, de néha a citoplazmában is. Alkalmanként stroma festés is előfordult, de ezt az elemzést figyelmen kívül hagyták. CD138 pozitivitás volt látható 1,118 2,518 elemezhető tumorok (táblázat 1). A CD138 immunfestést 330-ban (13%) gyengének, 226-ban (9%) mérsékeltnek, 562 tumorban pedig erősnek (22%) tekintették. A cd138 expresszióval rendelkező reprezentatív tumorszöveti foltokat az 1. (e) és 1. (h) ábra mutatja. Legalább néhány CD138 expressziót 75-ben lehetett kimutatni 85-ből (88%) tumorkategóriáink közül, beleértve 60 (71%) kategóriát, ahol legalább egy daganat erős pozitivitást mutatott (1.táblázat). A tumor típusok, ahol néhány CD138 volt látható minden elemzett esetekben tartalmazza bazális sejt adenoma, vastagbél adenoma, laphámrák a nyelőcső, szemcsés sejtes tumor, és petefészek Brenner tumor. Különösen jelentős CD138 expressziót észleltek Anális karcinómában (90,9%), a bőr laphám karcinómájában (92,9%), hepatocelluláris karcinómában (97,7%), az emlő phyllodes karcinómájában (94,4%), valamint a parotis warthin tumorában (92,7%). A különösen alacsony vagy hiányzó CD138 immunfestéssel rendelkező tumortípusok közé tartoztak a herék csírasejt tumorai, számos szarkóma, melanoma, malignus mesothelioma és kissejtes húgyhólyag karcinóma.

4. Vita

a tanulmány eredményei átfogó áttekintést nyújtanak a Syndecan-1 expressziójáról az emberi daganatokban. Az adatok azt mutatják—hogy az összes származási szervben a laphámsejtes (és urotheliális) karcinómák különösen hajlamosak a Syndecan-1 expressziójára, gyakran magas szinten. Annak ellenére, hogy a vastagbélből és a tüdőből származó adenokarcinómák szintén magas expresszorok, a CD138 immunfestés általában kevésbé intenzív és kevésbé gyakori az adenokarcinómákban. Ez leginkább azokban a szervekben látható, ahol mind az adenokarcinómák, mind a laphámsejtes karcinómák előfordulnak, mint a méhnyakban és a nyelőcsőben. A cd138 expresszió laphámsejtes túlsúlya még azonos patogenezisű rákokban is nyilvánvalóvá válik, mint pl méhnyakrák, szájüregi rák, vagy a végbélnyílás laphámsejtes karcinómája, amelyek gyakran humán papilloma vírus társítva. A klinikailag fontos ráktípusok, amelyek alacsony vagy közepes gyakorisággal és CD138 expressziós szinttel rendelkeznek, közé tartoznak a vese és az endometrium rákjai, míg a pozitivitás alacsony gyakoriságát a prosztatarákban, az endokrin daganatokban, beleértve a pajzsmirigyrákot, és a neuroendokrin daganatokat, valamint a csírasejteket. Néhány kiugró érték ellenére adataink nagyrészt összhangban vannak az irodalommal. Számos más kutató korábban leírta a cd138 expresszió különösen magas szintjét laphámsejtes rák .

a 85 különböző tumortípus és altípusok standardizált értékelése lehetővé tette számunkra, hogy meghatározzuk a rangsorolási sorrendet a cd138 expressziós szintje tekintetében a rákban. Úgy gondoljuk, hogy ezek az adatok különösen hasznosak ezeknél a tumortípusoknál, amelyekre a korábbi adatok részben ellentmondásosak voltak. A tanulmány számos releváns tumortípusról is szolgáltatott információkat, amelyekre a CD138 adatok eddig hiányoztak. Ezek közé tartozik például a vulva és az anális csatorna laphámsejtes karcinóma, a nyelőcső adenokarcinóma, seminoma, embrionális karcinóma és a herék tojássárgája daganata, kissejtes hólyagrák, a hasnyálmirigy neuroendokrin daganatai, feochromocytoma, thymoma, gastrointestinalis stroma tumor (GIST), angiosarcoma és leiomyosarcoma. Ezenkívül altípus-specifikus adatokat kaptunk több tumortípusra vonatkozóan, amelyekre vonatkozóan korábbi elemzéseket végeztek a tumor kohorszokon, kevésbé részletes információkkal a tumor morfológiájáról, mint pl urothelialis carcinoma, mell, endometrium, petefészekrák. Ezek az adatok tehát egy másik példát jelentenek a különböző tumortípusokból és normál szövetekből álló mintákból álló TMA-k alkalmasságára egy biomarker vagy antitest átfogó jellemzésére (adataink bemutatása a korábbi vizsgálatokhoz képest a 2 .ábrán látható).

2.ábra

a cd138 expressziójának áttekintése a tumorszövetekben a jelen tanulmány szerint rangsorolt különböző vizsgálatokból (Vöröskereszt), pontok az altípusspecifikus adatokat tartalmazó vizsgálatokhoz, négyzetek az altípusspecifikus adatokat nem tartalmazó vizsgálatokhoz, és színkód jelzi a korábbi vizsgálatokban szereplő daganatok számát: piros: <10, sárga: 10-25, fekete: > 25.

különböző korábbi vizsgálatok összefüggést javasoltak a gyenge beteg kimenetelével a Syndecan-1 szintjének növekedése vagy csökkenése esetén . A CD138 fehérje tumorszuppresszor és tumort elősegítő funkciókkal rendelkezik, amelyek a tumortól függenek . A tumor kohorszunkban nem volt semmilyen daganatos stádium vagy klinikai eredmény információ. Közvetett bizonyíték a differenciális CD138 expresszió változó szerepére a tumor progressziójában a kapcsolódó tumor altípusok összehasonlításából származik. Például a CD138 alacsonyabb expressziós szintje a colorectalis adenocarcinomában és az invazív urothelialis carcinomában (pT2-4), összehasonlítva a vastagbél adenomákkal és a nem invazív hólyagdaganatokkal (pTa), a CD138 párhuzamos tumor progressziójának elvesztése mellett érvel ezekben a daganatokban. A cd138 alacsonyabb expressziója a kromofób vese karcinómában a jóindulatú társához képest az oncocytoma érvként is tekinthető a CD138 downregulációjára, amely a disztális nephron tubulusból származó daganatos agresszivitáshoz kapcsolódik. Azonban a cd138 expresszió magasabb szintje a kortikális mellékvese karcinómában, mint a mellékvese adenoma arra utal, hogy a megnövekedett CD138 szint kísérheti a progressziót ezekben a daganatokban.

a CD138 egy membránfehérje, és mint ilyen, potenciális célpontja az antitest terápiáknak. Erőfeszítéseket tesznek a CD138-pozitív rákok megfelelő terápiájának kidolgozására. Kimutatták, hogy a CD138 túlzottan expresszálódik a myeloma multiplex sejtek felszínén, amelyet egy preklinikai vizsgálatban alkalmaznak tumorellenes terápiában indatuximabbal, egy citotoxikus szerrel párosuló monoklonális antitesttel, amelyet jelenleg plazmacytoma és hármas negatív emlőrákos preklinikai vizsgálatokban értékelnek más gyógyszerekkel kombinálva . Adataink alapján a laphámsejtes karcinómák, függetlenül azok származási helyétől, további lehetséges jelöltként jelennek meg az anti-CD138 terápiában, amint egy ilyen kezelés hatékonynak bizonyul és elérhetővé válik. A CD138 bőséges expressziója különböző normál szövetekben, beleértve a különböző szervek laphámját, különböző helyeket azonosít, ahol ezeknek a terápiáknak a lehetséges mellékhatásai megjelenhetnek.

a CD138 expressziós analízist jelenleg rutin diagnosztikai patológiában használják a plazmasejtek megkülönböztetésére és mennyiségi meghatározására, például a csontvelőben és az endometrium biopsziákban, ahol a plazmasejtek jelenléte krónikus endometritisre utal. Két lehetséges kivételtől eltekintve, adataink kevés bizonyítékot szolgáltatnak a Syndecan-1 expressziós elemzésére, amely diagnosztikai nyomokat nyújt nehéz diagnosztikai helyzetekben. A mesothelioma alacsony expressziója a pulmonalis adenokarcinómában az erős expresszió magas prevalenciájához képest arra utal, hogy a Syndecan-1 potenciálisan hozzáadható az antitestek hosszú listájához, amelyek segítenek megkülönböztetni ezeket a daganatos entitásokat. A Syndecan-1 expresszió alacsony gyakoriságát (10%) a közelmúltban a peritoneális mesothelioma esetében is leírták . Ezenkívül a CD138 szignifikánsan magasabb volt a hepatocelluláris carcinomában, mint a máj cholangiocelluláris carcinomájában. Azonban más antitestek, mint például az argináz vagy a BSEP, jobban elválasztják ezeket a tumor entitásokat .

ennek a tanulmánynak a korlátja, hogy az immunhisztokémiai megközelítések, különösen a világos mezős megjelenítés alkalmazása esetén, nem optimálisak a fehérje mennyiségi meghatározásához. Fontos, hogy az immunfestés hiánya nem zárja ki a biológiailag releváns CD138 expressziót a “negatív”normál vagy neoplasztikus sejtekben. Minden protokoll meghatározza a kimutatási küszöböt, amely alatt a szöveteket negatívnak tekintik. Ezen kimutatási határ felett a festési intenzitás lehetővé teszi a fehérjék bizonyos mennyiségi meghatározását, de ezt korlátozza egy maximális intenzitású festés, amely még magasabb fehérje expressziós szint esetén sem válhat észrevehetően erősebbé. Ezenkívül az alkalmi stromális festést figyelmen kívül hagyták tanulmányunkban, bár mások és az Egyesült Államok kimutatták, hogy bizonyíték van a cd138 expresszió klinikailag releváns szerepére a tumorral összefüggő sztrómában . A sztrómafestés azonban ritka, és az értelmes elemzéshez ráktípusonként nagyobb mintaszám szükséges.

összefoglalva, ez a tanulmány átfogó áttekintést nyújt a CD138 expresszió emberi daganatokban. A különböző helyek laphámsejtes karcinómáinak preferenciális expressziója ezeket a rákokat elsődleges célpontokká teszi az anti-CD138 kezelések számára, amint ezek elérhetővé válhatnak. A bőséges expresszió sok különböző normál szövetben akadályt jelenthet a CD138 terápiás célpontként való kiaknázásában.

adatok rendelkezésre állása

a tanulmány megállapításainak alátámasztására használt immunhisztokémiai adatokat a cikk tartalmazza.

összeférhetetlenség

a szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenség a cikk közzétételét illetően.

szerzői hozzájárulások

JI, DP, C H-M, GS, RS, CM, és C M-K fogant és tervezte a tanulmány, elemezte az adatokat, és megfogalmazta a kéziratot. Az SW, a CF és az SK végezte el a legfontosabb immunhisztokémiai elemzéseket. A GS, SK és RS részt vett a tanulmány eredeti koncepciójában. A TC, az FB, az FJ és a C H-M szolgáltatta az adatokat. A WW, VC, AL, AH, DH, GS, SK és KM részt vett a szövetfeldolgozásban, a patológiai diagnózisban és az immunhisztokémiai elemzésben. A DD, AB, CG, AM, GS és RS biztosította az anyagokat, a klinikai nyomon követési adatokat és a technikai segítséget. Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a kéziratot.