陳輔葉,劉永紅,董國娟,麥麥提江·莫明,阿力木尼亞孜·亞森,伍健
1.莎車縣人民醫(yī)院病理科,新疆 莎車 844700;
2.莎車縣人民醫(yī)院省部共建中亞高發(fā)病成因與防治國家重點實驗室,新疆 莎車844700;
3.浦東新區(qū)浦南醫(yī)院病理科,上海 200125
食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)為食管癌最常見的病理類型,約占食管癌的95%。ESCC預后較差,五年生存率低于10%,嚴重威脅人民群眾的身體健康。新疆是ESCC的高發(fā)地區(qū),其中以哈薩克族人群發(fā)病率最高,可能和當?shù)厝孙嬍沉晳T和環(huán)境因素有關(guān)[1]。新疆常住漢族人群ESCC的發(fā)病率為13/10萬,而哈薩克族發(fā)病率可達到155.9/10萬,是漢族人群的10余倍[2]。新疆莎車縣是維吾爾族人口最多的地區(qū),ESCC是當?shù)氐某R姴『透甙l(fā)病。
腫瘤的免疫微環(huán)境在腫瘤發(fā)病機制中的作用越來越受到人們的重視。程序性死亡-配體1(programmed death-ligand 1,PD-L1)信號通路的激活可以產(chǎn)生強大的免疫逃逸作用,其已成為免疫治療新的熱點。然而,對于惡性腫瘤組織中PD-L1表達的臨床預測也有一些自相矛盾的研究結(jié)果[3-4]。CD4+或CD8+腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltration lymphocytes,TIL)代表了宿主對惡性腫瘤的免疫能力,對于評估機體抗腫瘤的免疫能力有重要意義[5]。本研究采用免疫組化方法對ESCC腫瘤細胞PD-L1表達和CD8+TIL密度進行檢測,分析它們與臨床病理特征或患者總體生存時間(overall survival,OS)間的相關(guān)性,以期探討PD-L1表達和CD8+TIL密度在ESCC預后和腫瘤免疫治療中的作用。
1.1 一般資料收集新疆莎車縣人民醫(yī)院病理科2016年6月至2021年6月ESCC標本167例(活檢標本110例及根治標本57例)進行回顧性研究。其中男性116例,女性51例;平均年齡(64.99±9.09)歲;發(fā)生在食道上段31例、中段48例和下段88例。57例ESCC根治標本中,腫瘤平均(4.89±1.84)cm,其中Ⅰ~Ⅱ期38例,Ⅲ~Ⅳ19例。入組病例臨床病理資料均完整,病理切片均經(jīng)過兩名高年資病理醫(yī)師獨立復片,有診斷分歧的切片經(jīng)第三名病理醫(yī)師閱片后協(xié)商決定。所有患者術(shù)前均未實施放化療等其他方案治療,其中142例患者(110例活檢標本和32例手術(shù)根治標本)有隨訪資料。本研究經(jīng)新疆莎車縣人民醫(yī)院倫理委員會批準后實施。
1.2 方法
1.2.1 設(shè)計與制備組織芯片組織芯片由蘇州百道醫(yī)療公司制備并提供技術(shù)支持。選取符合入選標準的食管癌根治標本的蠟塊,采用雙盲法由病理醫(yī)師對石蠟標本中有代表性的部位進行標記。設(shè)計為10個組織陣列,用直徑1.5 mm的細針打孔,將供體蠟塊中標記好的組織芯取出后整齊排列到受體蠟塊上,制成組織芯片蠟塊。
1.2.2 免疫組化將符合入選標準的ESCC活檢組織蠟塊及根治標本組織芯片進行4μm厚切片后行HE及免疫組織化學染色。切片經(jīng)脫蠟、水化、抗原修復后,滴加一抗PDL-1(美國,Abcam公司,兔抗人,貨號:ab228415)和CD8(蘇州百道,兔抗人,貨號:PA577),37℃水浴箱孵育2 h后加二抗,DAB顯色,蘇木精對比染色,常規(guī)脫水,透明和封片。
1.2.3 免疫組化評分免疫組化評分參照Sinicrope等采用半定量評分法進行,采用雙盲法對每張切片在高倍鏡(×400)下計數(shù)10個視野[6]。PD-L1的評分方法如下:染色強度分別計0~3分(無表達為0分,淡黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分)乘以陽性細胞所占百分比評分(<1%為0分,1%~5%為1分,6%~25%為2分,25%~50%為3分,>50%為4分)??偡?~1分為PD-L1低表達組;總分2~12分為高PD-L1表達組。CD8+TIL的密度判斷方法如下:40倍鏡下計數(shù)10個熱點區(qū)域CD8+細胞總數(shù),陽性細胞總數(shù)除以300后得到評分,當CD8+細胞<100個時,評分為0;細胞>1 200個時,為5分。總分0~2分為CD8+TIL低密度組;總分3~5分為CD8+TIL高密度組。
1.3 統(tǒng)計學方法應用SPSS20.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示;采用χ2檢驗分析PD-L1表達、CD8+TIL密度和臨床病理特征的關(guān)系;Kaplan-Meier單因素法分析PD-L1表達、CD8+TIL密度與OS的關(guān)系,并繪制生存曲線圖;單因素和多因素COX比例風險模型回歸分析風險因子和OS的關(guān)系;Kaplan-Meier單因素法分析不同PD-L1表達/CD8+TIL密度亞組與OS的關(guān)系。均以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 腫瘤細胞PD-L1和TIL CD8免疫表達PD-L1表達主要定位在腫瘤細胞膜和細胞漿,見圖1。
圖1 免疫組化標記PD-L1和CD8Figure1 Immunohistochemical markersof PD-L1 and CD8
2.2 PD-L1表達、CD8+TIL密度與臨床病理特征的關(guān)系χ2檢驗分析發(fā)現(xiàn),PD-L1表達在不同腫瘤浸潤深度組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),腫瘤細胞浸潤至食道被膜時,PD-L1的表達較高。CD8+TIL密度在是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),CD8+TIL低密度組易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。同時,χ2分析顯示PD-L1表達在不同CD8+TIL密度組間比較差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05),PD-L1高表達組CD8+TIL密度較高,見表1。
表1 PD-L1表達、CD8+TIL密度和臨床病理特征的關(guān)系[例(%)]Table1 Relationship between PD-L1 expression,CD8+TIL density and clinicopathological features[n(%)]
2.3 PD-L1表達、CD8+TIL密度與生存的關(guān)系Kaplan Meier單因素生存分析結(jié)果顯示,PD-L1低表達組或CD8+TIL高密度組預后較好,組間比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見圖2。
圖2 食道癌患者Kaplan-Meier生存曲線Figure2 Kaplan-Meier survival curveof esophageal cancer patients
2.4 單因素和多因素COX回歸分析生存相關(guān)危險因素單因素COX回歸分析結(jié)果顯示,性別、PD-L1表達和CD8+TIL密度與預后相關(guān)(P<0.05),女性、低PD-L1表達或高CD8+TIL密度的患者預后較好。多因素COX回歸分析結(jié)果顯示PD-L1表達和CD8+TIL密度是預測ESCC預后的有效指標(P<0.05),見表2。
表2 單因素和多因素COX生存預后回歸分析Table2 Univariateand multivariate COX regression analysisof survival prognostic factors
2.5 PD-L1表達和CD8+TIL密度亞組與生存的相關(guān)性Kaplan-Meier單因素法分析不同PD-L1表達和CD8+TIL密度亞組與生存的關(guān)系結(jié)果顯示,低PD-L1表達/高CD8+TIL密度亞組預后最好,高PD-L1表達/低CD8+TIL密度亞組預后最差,各亞組間比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見圖3。
圖3 食道癌PD-L1表達、CD8+TIL密度不同亞組生存曲線Figure 3 Survival curves of esophageal cancer patients with different PD-L1 expression and CD8+TIL density
中國是ESCC的高發(fā)國家,男,女發(fā)病比例約為2∶1。新疆ESCC高發(fā)可能與炎癥、創(chuàng)傷、遺傳以及生活習慣等因素有關(guān),但具體機制不詳。大部分ESCC患者為中晚期,5年生存率不足20%。隨著新輔助化療,微創(chuàng)手術(shù)和精準放療等治療手段的進步,5年生存率提升到30%左右;ESCC仍是威脅人民健康的常見惡性腫瘤。目前,基于過繼細胞療法、抗體和疫苗的免疫治療,通過防止免疫逃逸和改變免疫反應,為多種惡性腫瘤的治療帶來新的希望[7]。
PD-L1是分子量為40 kDa的跨膜蛋白配體,與PD-1受體結(jié)合后,傳遞抑制信號,阻止T細胞活化和增殖,誘導T細胞凋亡[8]。PD-L1和鱗狀細胞癌關(guān)系密切??谘省⑸项M竇、舌和宮頸等部位的鱗狀細胞癌PD-L1表達增高,并與腫瘤分化程度、TNM分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)[9-10]。預后相關(guān)的研究也表明,PD-L1表達與皮膚和喉部鱗狀細胞癌患者預后相關(guān),陽性表達者預后較差[11-12]。在ESCC的研究表明,PD-L1在腫瘤組織中表達增高,表達強弱和腫瘤浸潤深度、pTNM分期及預后有關(guān)[13-15]。我們在新疆維吾爾族ESCC患者中的研究表明:PD-L1表達僅和腫瘤浸潤深度有關(guān),和性別、年齡、發(fā)生部位、分化程度、TNM分期和有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無關(guān),PD-L1表達較低的患者預后相對較好。
腫瘤周圍炎細胞如M1巨噬細胞、樹突細胞、CD4+Th1細胞和CD8+NK細胞對腫瘤生長具有抑制作用。TIL能釋放大量的細胞毒性細胞因子,抑制和殺死腫瘤細胞,誘導腫瘤細胞凋亡,減少淋巴結(jié)和遠處轉(zhuǎn)移。我們的研究表明,CD8+TIL密度和ESCC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預后有關(guān)系,CD8+TIL高密度患者的預后較好。三陰性乳腺癌的研究表明,PD-L1表達和患者預后無關(guān),但TIL具有預后價值,且和腫瘤PD-L1表達有相關(guān)[16]。這些研究均表明TIL可能在患者腫瘤免疫和預后方面發(fā)揮重要的作用。
研究顯示TIL的存在與黑色素瘤患者局部腫瘤PD-L1表達密切相關(guān)[17]。研究也表明PD-L1表達和CD3+或CD8+TIL密度之間存在關(guān)聯(lián);PD-L1表達高,則TIL密度也增高[4,18]。這些研究結(jié)果和我們的研究結(jié)果一致。我們的研究證實,腫瘤細胞PD-L1表達在不同CD8+TIL密度組間差異有統(tǒng)計學意義,PD-L1表達高則CD8+TIL密度高,兩者之間存在一定的關(guān)系。有研究認為TIL釋放炎性細胞因子,尤其是干擾素-γ,會誘導腫瘤組織PD-L1表達上調(diào),作為一種適應性免疫抵抗機制,抑制局部效應T細胞的功能以抵抗自身免疫攻擊[8]。
根據(jù)TIL和PD-L1表達的存在或不存在,可以分為四種不同類型的腫瘤微環(huán)境[19]。對膽囊癌進行類似的免疫分型后,發(fā)現(xiàn)CD8+TIL高密度/PD-L1低表達亞型具有較好的預后[20]。一項非小細胞肺癌的研究表明,高PD-L1表達/高CD8+密度亞組的患者預后最好,且PD-L1表達和患者生存無關(guān)[21]。在對乳腺癌不同亞型的預后進行分析后發(fā)現(xiàn),高TIL密度/PD-LI高表達的病例免疫活性更高[22]。因此,腫瘤免疫在不同腫瘤發(fā)病機制中所起的作用有所不同。我們的研究表明,高TIL密度/低PD-L1表達亞組的預后較好,低TIL密度/高低PD-L1表達亞組的預后較差。目前,基于TIL密度和PD-L1表達的ESCC免疫分型的研究未見文獻報道,在這一方面展開進一步的研究具有積極意義。
由于ESCC的放化療效果不佳,ESCC的免疫治療被寄予厚望。腫瘤組織PD-L1高表達是對腫瘤-宿主關(guān)系的一種適應性機制,免疫檢查點治療對這類腫瘤患者可能有效,并改善病程[17]。對新輔助化療和手術(shù)切除腫塊的晚期ESCC或賁門癌患者給予PD-1抑制劑納武單抗處理后,OS明顯改善,中位無病生存期由安慰劑組的11個月提高到22.4個月[7,23]??筆D-1抗體帕博利珠單抗在晚期轉(zhuǎn)移性ESCC治療的臨床試驗中也取得了不錯的療效[24]。
惡性腫瘤組織中TIL的存在提示患者預后較好,也能提高一些常規(guī)療法和免疫治療的療效[25]。一般認為,TIL高密度/PD-L1高表達亞組的免疫治療效果最好,TIL低密度/PD-L1低表達亞組的免疫治療效果最差。免疫治療已成為腫瘤的主要治療方式之一。然而,目前大多數(shù)癌癥患者沒有從免疫治療中獲益的原因是腫瘤血管的異常,其促進了免疫逃逸[26]。因此,聯(lián)合使用抗血管生成藥物和免疫檢查點抑制劑,可以改善腫瘤微環(huán)境,潛在改善某些預后較差ESCC亞組患者的預后。
綜上所述,PD-L1表達和CD8+TIL密度可以作為判斷ESCC患者預后的有效標志物,聯(lián)合使用抗血管生成藥物和免疫檢查點抑制劑,可能為某些免疫治療預后較差的亞組提供新的手段。