PLoS ONE: immune og inflammatoriske Cell sammensætning for Human Lung Cancer Stroma

Abstrakt

De seneste undersøgelser viser, at den unormale mikromiljø af tumorer kan spille en afgørende rolle i carcinogenese, herunder lungekræft. Vi ud vurderes antallet af stromaceller, især immun /inflammatoriske celler, i lungekræft og evalueret deres infiltration i kræft i forskellige stadier, typer og metastatiske egenskaber potentiale. Immunhistokemisk analyse af lungekræft væv arrays indeholder normale og lungekræft sektioner blev udført. Denne analyse blev kombineret med cyto- /histomorfologisk vurdering og kvantificering af celler til at klassificere /subclassify tumorer nøjagtigt og til at udføre en high throughput analyse af stromal celle præparat i forskellige typer af lungekræft. I humane lungecancer sektioner observerede vi en signifikant stigning /infiltration af total-T-lymfocytter (CD3

+), cytotoksiske-T-celler (CD8

+), T-hjælper celler (CD4

+), B celler (CD20

+), makrofager (CD68

+), mastceller (CD117

+), mononukleære celler (CD11c

+), plasmaceller, aktiverede-T-celler (MUM1

+), B-celler, myeloide celler (PD1

+) og neutrofile granulocytter (myeloperoxidase

+) sammenlignet med raske donorprøver. Vi observerede alle disse immune cellemarkører i forskellige typer af lungekræft, herunder pladecellecarcinom, adenocarcinom, adenosquamøst cellecarcinom, småcellet carcinom, papillært adenocarcinom, metastatisk adenocarcinom, og bronchioloalveolar carcinom. Numrene på alle tumorassocierede immunceller (undtagen MUM1

+ celler) i fase III kræft prøver var signifikant større end i trin I prøver. Vi observerede væsentlig fase-afhængig immune celleinfiltration i humane lungetumorer antyder, at tumormikromiljøet spiller en kritisk rolle under lunge carcinogenese. Strategier for terapeutisk indgreb med lungekræft mikromiljø bør overveje kompleksiteten af ​​dets immun celle sammensætning

Henvisning:. Banat G-A, Tretyn A, Pullamsetti SS, Wilhelm J, Weigert A, Olesch C, et al. (2015) immune og inflammatoriske Cell sammensætning for Human Lung Cancer Stroma. PLoS ONE 10 (9): e0139073. doi: 10,1371 /journal.pone.0139073

Redaktør: Gernot Zissel, Universitätsklinikum Freiburg, Tyskland

Modtaget: Februar 3, 2015; Accepteret: 9. september 2015; Udgivet: 28 September, 2015

Copyright: © 2015 Banat et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Forfatterne meste anvendes kommercielt tilgængelige lungekræft væv array. LUC1501 indeholder 150 kerner fra normale /godartede (3 tilfælde) og kræft (70 tilfælde med sortering og TNM mellemstationer data), blev duplikerede kerner per tilfælde købt fra Pantomics, Inc. (kat nr LUC 1501,. Richmond, CA, USA). Seks yderligere prøver af donor lungevæv blev taget fra lunger, der ikke blev transplanteret. Undersøgelsen protokollen for vævsdonation blev godkendt af den etiske komité ( “Ethik Kommission am Fachbereich Humanmedizin der Justus Liebig Universität Giessen”). Vævsbanken udvalg officer er Prof. Werner Seeger email: [email protected]. De yderligere 6 vævsprøver er tilgængelige efter anmodning på grund af etiske begrænsninger

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af Verein zur Förderung der Krebsforschung i Gießen eV, og LOEWE universiteterne i Giessen og Marburg Lung Center (UGMLC).

konkurrerende interesser: forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Lungekræft er en meget aggressiv og udfordrende sygdom og er den førende årsag til dødelighed af kræft på verdensplan. . Trods igangværende terapeutiske indsats, lungekræft patienter har en dårlig prognose med en gennemsnitlig 5-års overlevelse på kun 15% [1] [2]. Ca. 80-85% af alle lungecancerpatienter behandles med en eller flere muligheder inden for en standard regime, der involverer kirurgi, strålebehandling og kemoterapi med sygdomsstadium bestemme de terapeutiske muligheder. Selv om disse behandlinger har produceret lovende resultater som neo-adjuverende og adjuvans strategier for patienter tidlige fase og til behandling af lokalt fremskreden og fremskreden sygdom, er resultater behandlingsmuligheder for lungekræft stadig betragtes skuffende. Dette skyldes hovedsageligt en forsinkelse i diagnose og utilstrækkelig viden om tumor progression og de tilknyttede molekylære forandringer [3]. Vigtige fremskridt er for nylig blevet gjort med at identificere de molekylære determinanter for carcinogenese, såsom genetiske ændringer i mange onkogener (

Kras

,

cMyc

,

EGFR

,

ALK

, etc.) og tumor-suppressor gener (

p53

,

RASSF1

,

RB

,

FHIT

) [4, 5] .

Ud over denne genetiske kompleksitet, er den cellulære kompleksitet tumormikromiljøet stigende grad som bidrager direkte til kræft initiering, progression og metastase [6, 7]. Tumormikromiljøet, afhængigt af tumoren placering, er sammensat af stromale celler, herunder fibroblaster, immun- og inflammatoriske celler, adipocytter, gliaceller, glatte muskelceller og bopæl og rekrutteret vaskulære celler sammen med den ekstracellulære matrix, vækstfaktorer /cytokiner og andre proteiner som er lokalt og /eller systemisk produceret. Selv om ingen af ​​disse stromale celler er tumorigene, kan de enten stimulere eller inhibere cancercelleproliferation /malignitet afhængigt tumormikromiljøet og de forskellige interaktioner, de måtte have med cancercellerne [8, 9].

Selvom immun celler bør i princippet opdage og fjerne transformerede celler, deres interaktion med tumorceller kan føre til ændringer i deres fænotype, der faktisk kan resultere i etableringen af ​​en tumor-understøttende miljø i forskellige indstillinger kræft, herunder lungekræft [10-12]. Således kan en omfattende analyse af befolkningen /sammensætningen af ​​stromale celler og en bedre forståelse af deres indvirkning på processen med carcinogenese sidste ende føre til forbedrede anticancer behandlinger [13, 14]. Langs denne linje, er der nu voksende beviser for, at visse immunceller infiltrere de tumorer i humant prøvemateriale af lungekræft [12, 15-19]. Men til vores bedste overbevisning, identifikation og kvantificering af flere immun cellepopulationer og deres korrelation til lungekræft type, scene og nodal status er ikke blevet rapporteret. I denne undersøgelse beskæftiger væv arrays og immunhistokemi, vi betydeligt udvidet denne karakteristik at omfatte flere immun cellepopulationer samt forskellige lungecancer typer, kræft stadier, og tumor størrelser samt forskelle i nodal status. Disse teknikker blev kombineret med cyto- /histomorfologisk vurdering og kvantificering af cellerne, at klassificere /subclassify tumorer præcist og high throughput analyse af stromacelle- sammensætning i forskellige typer af lungekræft.

Materialer og Metoder

Lunge Prøver

Lungekræft væv array, LUC1501 indeholder 150 kerner fra normale /godartet (3 tilfælde) og kræft (70 tilfælde med sortering og TNM mellemstationer data), blev duplikerede kerner per tilfælde købt fra Pantomics, Inc . (. Cat no LUC 1501, Richmond, CA, USA). Alle væv blev fikseret i 10% neutral bufret formalin i 24 timer og behandles med identiske standardforskrifter. Snittene blev plukket på Superfrost Plus eller Startfrost selvklæbende dias. Der kan være 5% kerne tab pr dias, men kernen fastholdelsesprocenten bør være 90%. De tumor prøver blev præsenteret i duplikater til intern kontrol og for at vurdere tumor heterogenitet. Derudover en patolog valideret tumorerne i kernerne. Tumorerne dækker mellem 50 og 100% af kernerne. Seks yderligere prøver af donor lungevæv blev taget fra lunger, der ikke blev transplanteret [20]. Denne donor lungevæv var ikke-transplanteret lungevæv af transplantation donorer. Undersøgelsen protokollen for vævsdonation blev godkendt af den etiske komité ( “Ethik Kommission am Fachbereich Humanmedizin der Justus Liebig Universität Giessen”) fra University Hospital Giessen (Giessen, Tyskland) i overensstemmelse med national lovgivning og med “Good Clinical Practice /International Conference om harmonisering “retningslinjer. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra hver patient eller patientens pårørende (AZ 31/93) [20, 21]. Alle prøver blev analyseret under et Hamamatsu NDP slide scanner (Hamamatsu Nanozoomer 2.0HT) og dens udsigtsplatform (NDP.Viewer).

Hematoxylin og Eosin Farvning

Lungekræft vævsarray blev afparaffineres i xylen efterfulgt af rehydrering i 100%, 90% og 70% ethanol og destilleret vand. Objektglassene blev derefter inkuberet i frisk hematoxylin (Merck, Darmstadt, Tyskland) i 20 minutter og vasket i destilleret vand, efterfulgt af inkubation i syrnet eosin-opløsning (Sigma, Deisenhofen, Tyskland) i 1 min og vask. Endelig blev objektglassene dehydreret i 90% og 100% ethanol, lufttørret og monteret [20].

Immunhistokemi

Immunhistokemisk farvning blev udført under anvendelse af en Autostainer Plus (Dako, Hamburg, Tyskland ) og muse monoklonale antistoffer fra Dako, Medac (Hamborg, Tyskland), og Thermo Fisher (Dreieich, Tyskland) ved fortyndinger vist i tabel 1. Et polyklonalt antistof blev kun anvendt til myeloperoxidase (MPO) farvning. Vi fulgte den specifikke standardiseret protokol leveret af producenten. Udeladelse af det primære antistof fungerede som en negativ kontrol. Kort fortalt blev objektglassene forbehandlet med Trilogy puffer (Medac; 1: 100, 16 min ved 95 ° C), citrat lav puffer (Thermo Fisher; 1: 100, 26 min ved 98 ° C), eller pronase E (Merck; 0,1% , 10 min ved stuetemperatur) efterfulgt af behandling med 3% H

2O

2 i 8 min. Alle antistoffer blev anvendt i et volumen på 200 pi og inkuberet i 30 min. Efter vask (Medac vaskebuffer, 1:20 i destilleret vand), blev sekundært antistof (Medac) påført i et rumfang på 200 pi og inkuberet i 20 min. Efter vask blev hver prøve inkuberet med polymer (200 pi) i 30 minutter (bemærk, at det sekundære antistof og polymer er komponenter af farvekodede BrightVision HRP kit fra Medac). Objektglassene blev vasket to gange og inkuberet i Bright DAB (Medac) i 10 minutter. Objektglassene blev vasket i destilleret vand, modfarvet med hæmatoxylin i 8 min, og vaskes før dækglas [20, 22].

Dataanalyse og statistik

Det totale antal celler og positivt farvede celler blev talt i vævssnit. I kombination med en immunhistokemisk plet, vi også har påberåbt sig en cyto- /histomorfologisk vurdering af cellerne af en patolog. H sund, pladecellecarcinom, adenocarcinom, adenosquamøst carcinom, småcellet carcinom, papillært adenocarcinom, metastatisk adenocarcinom, og bronchioloalveolar carcinom. Alle prøver blev udsat for yderligere histopatologiske analyse.

Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med hæmatoxylin og eosin baseret på deres patologi. (A) rask donor, (B) pladecellekarcinom, (C) adenocarcinom, (D) adenosquamøst carcinom, (E) småcellet carcinom, (F) papillær adenocarcinom, (G) metastatisk adenokarcinom, og (H) bronchioloalveolar carcinom. Scale bar = 250 um.

Analyse af Tumor mikromiljø i Human Lung Cancer Væv

T-lymfocytter.

Infiltration af T-lymfocytter i human lungevæv blev vurderet ved immunohistokemisk analyse under anvendelse af CD3-antistof. Vi observerede et øget antal CD3

+ T-celler i lungekræft [betyde, 118 celler /per 1000 celler; 95% CI, 105-133; her efter nævnt som 118 (105 … 133)] sammenlignet med raske donor lunger [28 (14 … 57); Fig 2A]. Infiltration af CD3

+ T-lymfocytter var uafhængig af cancer type (Fig 2B og 2F), men antallet af infiltrerende celler var højere i senere stadier af lungekræft [173 (151 … 199) stadium III vs. 61 (33 … 114) fase I lungekræft, fig 2C]. Antallet af CD3

+ T-celler i tumor prøver var uafhængig af tumorstørrelse [T2: 119 (104 … 136] vs T3: 88 (52 … 149)] og nodal status [n0: 123 (106 … 143) vs. N1 + 2:.. 101 (79 … 130), fig 2D og 2E] baseret på TNM mellemstationer

Menneskelig lungekræft væv vifte blev farvet med CD3 antistof til at påvise T-lymfocytter (A) Kvantificering af CD3

+ -celler i lungekræft vs. sund donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD3

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E ) nodal status. Celleantal er givet som CD3-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD3-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

for yderligere at vurdere fordelingen af ​​T-lymfocyt-subpopulationer blev snit analyseret ved immunfarvning for forekomsten af ​​T-hjælper (CD4

+) og cytotoksiske (CD8

+) T-celler. som vist i fig 3A, antallet af CD4

+ celler blev øget betydeligt i tumorvæv sammenlignet med rask donor væv [62 (52 … 72) vs. 12 (4 … 32)]. Forekomsten af ​​T-hjælperceller var uafhængig af cancer type (Fig 3B og 3F), men antallet af infiltrerende celler var højere i trin III cancer sammenlignet med stadium I [113 (102 … 125) vs 22 (12 … 42), fig 3C]. Antallet af CD4

+ T-lymfocytter i tumorprøver var uafhængig af tumorstørrelse [T2: 62 (52 … 75] vs T3: 60 (32 … 114)] og nodal status [n0: 63 (51 … 77) vs. N1 + 2:. 60 (43 … 83), fig 3d og 3e] Lignende resultater blev opnået for infiltrerende cytotoksiske T-lymfocytter, med et højere antal CD8

+ -celler i tumorvæv sammenlignet med raske kontroller [80 ( 69 … 93) vs. 17 (7 … 41)] og højere CD8

+ celle infiltration i fase III vs. stadium i lungekræft [132 (114 … 154) vs 51 (27 … 98), fig 4A og 4C]. Der var ingen korrelation mellem forekomsten af ​​cytotoksiske T-celler og cancertype, tumorstørrelse eller nodal status (fig 4B, 4D og 4E).

Humant lungekræft vævsarray blev farvet med CD4-antistof til påvisning T-hjælperceller. (A) Kvantificering af CD4

+ -celler i lungekræft vs. sund donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD4

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) kræft fase , (D) tumorstørrelse og (E) nodal status. Celleantallene gives som CD4-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD4-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

Menneskelig lungekræft vævsarray blev farvet med CD8-antistof til påvisning af cytotoksiske T-lymfocytter. (A) Kvantificering af CD8

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD8

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som CD8-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD8-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

makrofager og mastceller.

Tumor-associerede makrofager blev vurderet på grundlag af ekspressionen af ​​CD68. Vi observerede et øget antal CD68

+ -celler i lungecancer [39 (30 … 49)] sammenlignet med raske donorlunger [5 (1 … 34); Fig 5A]. Antallet af tumorassocierede makrofager også korreleret med kræft stadium [stadium III: 75 (62 … 92) vs. trin I: 9 (2 … 41), Fig 5C] og var uafhængig af cancer type, tumorstørrelse, og lymfeknudestatus (fig 5B og 5D-5F).

Humant lungekræft vævsarray blev farvet med CD68-antistof til påvisning af makrofager. (A) Kvantificering af CD68

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD68

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som CD68-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD68-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

Dernæst vurderede vi antallet af mastceller i tumorvæv baseret på CD117 (cKit) immundetektion. Som vist i fig 6A, antallet af mastceller var højere i tumorvævet sammenlignet med raske donorvæv [103 (88 … 122) mod 11 (2 … 48)] og blev væsentligt forhøjet i trin III cancer sammenlignet med trin I [183 (157 … 213) vs. 61 (30 … 124), fig 6C]. Vi har ikke afsløre eventuelle forskelle blandt prøver efter kræft type, tumorstørrelse eller nodal status (Fig 6B og 6D-6F).

Menneskelig lungekræft væv vifte blev farvet med CD117 (cKit) antistof til at detektere mastceller . (A) Kvantificering af CD117

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD117

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som CD117-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD117-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

Granulocytter.

Antallet af infiltrerende neutrofile granulocytter blev bestemt på grundlag af MPO immunoreaktivitet. Svarende til de tidligere resultater, vi fandt forhøjede antal neutrofiler i kræftvæv sammenlignet med raske donor lunger [74 (62 … 88) vs. 8 (2 … 34), Fig 7A] og i de senere faser af kræft [fase III : 125 (107 … 145) vs. trin I: 37 (17 … 78), fig 7C]. Ligeledes var der ingen korrelation mellem neutrofil antal og cancer type, tumorstørrelse eller nodal status (fig 7B og 7D-7F).

Humant lungekræft vævsarray blev farvet med MPO-antistof til påvisning af neutrofile granulocytter. (A) Kvantificering af MPO

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af MPO

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som MPO-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med MPO-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

B-celler og dendritiske celler.

Dernæst baseret på ekspressionen af ​​CD20 og CD11c, vurderede vi antallet af tumor-infiltrerende B-celler og af dendritiske celler (sammen med monocytter, makrofager og neutrofiler) hhv. Vi fandt en stigning i CD20

+ B-celler i tumorvævet sammenlignet med de raske prøver [39 (30 … 49) vs. 5 (1 … 34), Fig 8A]. Antallet af CD20

+ -celler blev også forhøjet i trin III vs. stadium I cancer prøver [75 (62 … 92) vs. 9 (2 … 41), Fig 8C]. Antallet af af CD20

+ B-celler i kræftvæv var uafhængig af kræft type og tumorstørrelse (Fig 8B, 8D og 8F). Der blev fundet en betydeligt højere antal infiltrerende B-celler i N0 tumorprøver sammenlignet med N1 + 2 prøver [45 (34 … 59) vs. 29 (18 … 49] (Fig 8E). Ligeledes er antallet af dendritiske celler var væsentlige forhøjet inden tumorvævet som vurderet ved CD11c immunfarvning [28 (24 … 32) vs. 6 (3 … 16), fig 9A]. Desuden skal antallet af CD11c

+ -celler i tumorvævet var uafhængig af cancer type ( fig 9B og 9F), selv om antallet af infiltrerende celler var forhøjet i senere stadier af lungekræft [47 (40 … 56) stadium III vs. 11 (4 … 28) fase i lungekræft, fig 9C]. antallet af CD11c

+ dendritiske celler i tumor prøver var uafhængig af tumorstørrelse og nodal status (fig 9D og 9E).

Menneskelig lungekræft væv vifte blev farvet med CD20-antistof til at detektere B-celler. (A) Kvantificering af CD20

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD20

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og ( E) nodal status. Celleantal er givet som CD20-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD20-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

Menneskelig lungekræft vævsarray blev farvet med CD11c-antistof til påvisning af dendritiske celler. (A) Kvantificering af CD11c

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af CD11c

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som CD11c-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med CD11c-antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

MUM1- og PD1-positive celler.

Vi evaluerede ekspressionsniveauerne af to yderligere immune markører. MUM1 etiketter plasmaceller og aktiverede T-celler, mens PD1 etiketter aktiverede T-celler, B-celler, myeloide celler og et undersæt af thymocytter. Både MUM1-positive celler og PD1-positive celler blev forhøjet i kræftvæv sammenlignet med kontrol lunger [MUM1

+ celler: 65 (52 … 81) vs. 6 (1 … 50), PD1

+ celler: 26 (21 … 32) vs. 9 (3 … 24), figur 10A og 11A]. Forekomsten af ​​MUM1-positive celler var uafhængig af cancer type, stadium, tumorstørrelse og nodal status (Fig 10B-10F). Antallet af PD1

+ -celler korrelerede med kræft stadium [stadium III: 49 (41 … 58) vs. trin I: 5 (1 … 22), Fig 11C], men der var ingen korrelation med hensyn til cancertype , tumorstørrelse eller nodal status (fig 11B og 11D-11F).

Humant lungekræft vævsarray blev farvet med MUM1-antistof til påvisning af plasmaceller og aktiverede T-celler. (A) Kvantificering af MUM1

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af MUM1

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som MUM1-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med MUM1 antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

Menneskelig lungekræft vævsarray blev farvet med PD1 antistof til påvisning af aktiverede T-celler, B-celler, myeloide celler, og en delmængde af thymocytter. (A) Kvantificering af PD1

+ -celler i lungekræft vs. raske donorprøver. (B-E) Kvantificering af PD1

+ celler baseret på (B) deres patologi, (C) cancer fase, (D) tumorstørrelse, og (E) nodal status. Celleantal er givet som PD1-positive celler pr 1000 celler. (F) Repræsentative billeder af humane lunge snit farvet med PD1 antistof baseret på deres patologi. Scale bar = 25 um.

Diskussion

I denne undersøgelse beskæftiger væv arrays og immunhistokemi, vi grundigt analyseret stromacelle- sammensætning i forskellige humane lungecancer typer, kvalitet og scene. I kombination med en immunhistokemisk analyse, anvendte vi også en cyto- /histomorfologisk vurdering af celler. Denne kombination gav os mulighed for at klassificere /subclassify tumorer præcist og til at udføre en high throughput analyse af stromacelle- sammensætning i tumortyper med inter-individuel variation. Vigtigt er det, observerede vi stor immune og inflammatoriske celleinfiltration i humane lungecancer prøver. Vi omfattende karakteriseret og kvantificeret T-lymfocytter (CD3 +), cytotoksiske-T-celler (CD8 +), T-hjælper-celler (CD4 +), B-celler (CD20 +), makrofager (CD68 +), mastceller (CD117 +), mononukleære celler (CD11c +), plasmaceller og aktiverede-T-celler (MUM1 +), aktiverede-T-celler, B-celler og myeloide celler (PD1 +) og neutrofile granulocytter (myeloperoxidase +) i forskellige typer lungekræft, kræft faser, og nodal status.

Efter aftale med de undersøgelser af Ruffini

et al

. [16], fandt vi en stigning i antallet af CD3

+ lymfocytter i lungekræft væv sammenlignet med raske donorer lunger. Imidlertid har analyse af, hvordan T-celler påvirker kliniske resultat ofte givet modstridende resultater. Kilic

et al

. [18] rapporterede, at højere niveauer af tumor-infiltrerende lymfocytter inden store lungetumorer korrelerer med en nedsat risiko for tilbagefald, mens Kawai

et al

. rapporterede ingen sammenhæng mellem antallet af tumor-infiltrerende lymfocytter og patient overlevelse [17]. I vores undersøgelse, der ud over generel analyse af tumor-infiltrerende lymfocytter, analyse af specifikke T-celle-undergrupper viste en signifikant stigning i tumor-infiltrerende T-hjælperceller (CD4

+) såvel som cytotoksiske T-celler (CD8

+) sammenlignet med raske donorer lunger. Tumorinfiltrerende lymfocytter menes at spille en vigtig rolle i anticancer immunosurveillance [17]. CD8

+ T-celler genkender og ødelægge kræftceller, mens CD4

+ celler hjælpe CD8

+ T-celler i tumor afvisning. Derfor kan deres antal og lokalisering i tumorvæv påvirke tumorgenicitet [26]. Selv højt i antal, CD8

+ T-celler, infiltrere lunge tumorer kan være dysfunktionel skyldes tumor microenvironmental faktorer, som senere kan føre til reducerede antal effektor CD8

+ T-celler [27]. Disse ændrede CD8

+ T-celler kan endog frigive forbindelser, der fremmer tumorprogression. Således en dybere forståelse og dissektion af bidraget fra forskellige CD4

+ og CD8

+ T-celle subpopulationer (f.eks Th1, Th2, Th17, TC9, Tc17) er nødvendig.

Blandt fagocytter og granulocytter, vi observerede, at højere antal infiltrerende makrofager, mastceller og neutrofiler korrelerede positivt med tumor fase hos patienter humane lungecancer. Tætheden af ​​makrofager inden tumor-øer, og forholdet mellem makrofager beliggende i disse øer til stromale makrofager er positive prognostiske faktorer for patientoverlevelse [17, 28]. I modsætning hertil har andre undersøgelser antydet, at både M1 og M2 makrofager favorisere carcinogenese [29] og deres numre inden for kræft kan være negative prognostiske faktorer [30]. Vi observerede, makrofaginfiltration korreleret positivt med tumor stadium og nodal status /metastase hos patienter humane lungecancer tyder et vigtigt bidrag til disse tumorassocierede makrofager i lungekræft progression og metastase. For at bekræfte betydningen af ​​makrofager, bør fremtidige studier afhjælpe de undertyper af makrofager til stede i mikromiljøet af lungen tumor da nyere undersøgelser tyder på, at under carcinogenese, kan makrofager polarisere til M1 (anti-tumorigene) og M2 (bidrager til carcinogenese) undertyper og således kan udøve differentielle virkninger [31]. Desuden er vi nødt til at forstå, hvordan det tovejs krydstale mellem makrofager og cancerceller påvirker disse celler samt dissekere de underliggende molekylære mekanismer [32]. Vi har for nylig dokumenteret, at makrofager og kræftcelle cross talk via CCR2 og CX3CR1, en fundamental mekanisme kørsel lungekræft [12]. Disse resultater tyder på, at den terapeutiske strategi for at blokere CCR2 og CX3CR1 kan vise sig gavnligt for at standse lungekræft progression.

Med hensyn til mastceller, Welsh og kolleger [28] viste, at en øget holm /stromal mast celle-forholdet er en fordelagtig uafhængig prognostisk faktor, mens Kawai

et al

. [17] fandt ingen sammenhæng med kliniske resultat. Her viste vi, at masten celletallet var højere i tumorvæv sammenlignet med raske donorer og blev væsentligt forhøjet i trin III cancer sammenlignet med stadium I.

Neutrofile granulocytter er genstand for øget opmærksomhed som en ny type tumor- infiltrerende immuncelle, der spiller en rolle i tumorvækst. Imidlertid vides der kun lidt om deres rolle i lungekræft. Det er blevet foreslået, at øget antal neutrofiler er blevet observeret i bronkoalveolærvaskevæsken af ​​patienter med bronchioloalveolar carcinom, og tjener som en uafhængig forudsiger af kliniske resultater [33]. Her viser vi en forhøjet antal neutrofiler i lungekræft prøver sammenlignet med raske lunge og en stærk forbindelse med avancerede lungekræft stadier.

Dendritiske celler er et potent, heterogen gruppe af antigenpræsenterende celler, som er vigtige for primær immunresponser på carcinom. Vi fandt en signifikant stigning i CD11c-positive celler i tumormassen i fremskredent cancer prøver sammenlignet med raske donorer. Vi spekulere, at langt størstedelen af ​​disse celler svarer til dendritiske celler, men vi kan ikke udelukke muligheden for, at en del kan være monocytter, makrofager eller neutrofiler, som også udtrykker CD11 [34]. Selvom vi ikke vurdere modenheden af ​​dendritiske celler, tidligere arbejde [35] antydede, at i det mindste nogle af de tumorinfiltrerende dendritiske celler udviser en umoden fænotype i ikke-småcellet lungecancer, og at dette kan skyldes flere tumor- afledte faktorer.

Blandt de andre antigenpræsenterende celler, fandt vi et øget antal CD20-positive B-celler i lungekræft prøver sammenlignet med raske donorvæv. Som den rolle af B-celler i cancer progression er temmelig diskutabelt [16, 19, 36], vi derudover vurderet antallet af MUM1-positive plasmaceller i tumor og sundt humant lungevæv. Plasma celler stammer fra B-celler på deres møde med en fremmed antigen og er de eneste producenter af antistoffer [37]. Vi fandt øget antal af plasmaceller i cancervæv sammenlignet med donor- lunger, et resultat, der var uafhængig af kræft stadium samt andre målte parametre. Rolle plasmaceller i solide tumorer er ikke blevet intensivt undersøgt, og dermed kun få rapporter om deres rolle i lungekræft eksisterer. Lohr og kolleger har vist, at infiltrering af modne plasmaceller i tumorvæv er associeret med langvarig overlevelse [38].