PLoS ONE: prognostiske værdi af LGR5 i kolorektal cancer: en meta-Analysis

Abstrakt

Målsætning

Leucin-rige repeat-holdige G-protein-koblede receptorer 5 (LGR5) er for nylig blevet rapporteret at være en markør for cancer stamceller (CSCS) i kolorektal cancer (CRC), og den prognostiske værdi af LGR5 i CRC er blevet evalueret i flere undersøgelser. Men konklusionerne forbliver kontroversiel. I denne undersøgelse, vi havde til formål at vurdere sammenhængen mellem ekspression af LGR5 og resultatet af CRC patienter ved at udføre en meta-analyse.

Metoder

Vi systematisk søgt efter relevante undersøgelser, der er offentliggjort op til februar 2014 ved hjælp af PubMed, Web of Science, EMBASE og Wangfang databaser. Kun artikler, hvor LGR5 ekspression blev detekteret ved immunhistokemi var inkluderet. En meta-analyse blev udført ved hjælp af STATA 12,0, og puljede hazard ratio (timer) med 95% konfidensintervaller (CIS) blev anvendt til at estimere styrken af ​​sammenhængen mellem LGR5 udtryk og prognosen for CRC patienter.

Resultater

i alt 7 studier omfatter 1833 CRC patienter mødte inklusionskriterierne, herunder 6 studier omfattende 1781 patienter for total overlevelse (OS) og 3-studier omfattende 528 patienter til sygdomsfri overlevelse (DFS). Vores resultater viste, at høj LGR5 udtryk var signifikant associeret med dårlig prognose med hensyn til OS (HR: 1,87, 95% CI: 1,23-2,84; P = 0,003) og DFS (HR: 2,44, 95% CI: 1,49-3,98; P Accepteret: August 5, 2014; Udgivet: September 5, 2014

Copyright: © 2014 Chen 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:. Det forfattere bekræfter, at alle data, der ligger til grund resultaterne er fuldt tilgængelige uden restriktioner. Alle relevante data er inden for papir og dens Støtte Information filer

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af en bevilling fra National Natural Science Fund for Distinguished Unge Forskere (nr 30.725.043) og en bevilling fra National Natural Science Foundation of China (nr 31.201.118). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

kolorektal cancer (CRC) er den mest almindelige malignitet i mavetarmkanalen verdensplan. Som en af ​​de førende årsager til kræft dødelighed [1], CRC tegner sig for mere end 600.000 dødsfald hvert år [2]. Trods fremskridt i helbredende kirurgi og adjuverende behandling, samt omfattende CRC-fokuseret forskning i løbet af de seneste 20 år, 5-års overlevelse er stadig fattige [3]. Relapse, metastaser og lægemiddelresistens er de vigtigste faktorer, der bidrager til den høje dødelighed og dårlig overlevelsesraten for denne sygdom [4]. Stigende tyder på, at en population af selvfornyende tumorceller, kendt som cancer stamceller (CSCS), er ansvarlig for tumorprogression, tilbagefald, metastaser og terapeutisk resistens [5], [6]. Derfor identifikation af CSCS er afgørende i søgningen efter terapeutiske mål og nyttige prognostiske markører for CRC.

Becker et al. foreslog, at leucin-rige repeat-holdige G-protein-koblet receptor 5 (LGR5) kan være en bedre markør for CSCS i CRC [7]. LGR5 blev oprindeligt identificeret som sjældne G-protein-koblede receptorer (GPCR), der hører til undergruppen glycoproteinhormon receptorer [8], og det indeholder et stort ekstracellulært domæne med 17 leucinrige gentagelser og en syv-transmembrane domæne. For nylig har forhøjet LGR5 udtryk blevet observeret i flere typer af kræft, herunder hepatocellulært carcinom [9], CRC [10], ovariecancer [11], og basalcellekræft [12]. Navnlig har mange undersøgelser antydet, at LGR5 spiller en central rolle i colorektal carcinogenese og er forbundet med den dårlige resultat af CRC patienter [13] – [18]. Selvom LGR5 allel variation kan påvirke LGR5 proteinekspression i tarmkræft, den somatiske LGR5 genotype synes at være relativt stabilt i primære tumorer. Endvidere patienter med variante alleler i SNP’er LGR5 genet viste lignende prognose som patienter med vildtype LGR5 blev ingen signifikant forskel observeret [19]. Derfor var det forventet, at LGR5 ekspression i CRC er en ideel prognostisk markør, der er korreleret med lav overlevelse.

I virkeligheden, i de seneste år, mange undersøgelser har vist, at ekspressionen af ​​LGR5 er positivt associeret med dårlig prognose i CRC [13], [15], [17]. Der blev imidlertid ingen korrelation fundet mellem ekspressionen af ​​LGR5 og en dårlig klinisk resultat i CRC i en anden tidligere undersøgelse [20]. Den prognostiske værdi af LGR5 i CRC patienter er kontroversiel, og en utilstrækkelig prøve størrelse og flere andre faktorer resulterede sandsynligvis i strid resultater af forskellige kliniske studier. Til dato har der ikke været nogen meta-analyse af LGR5 ekspression og prognosen for patienter med CRC. For at tydeliggøre den nøjagtige prognostiske værdi af LGR5 i CRC, vi foretaget en meta-analyse af støtteberettigede studier for at undersøge sammenhængen mellem LGR5 udtryk og prognosen for CRC patienter.

Materialer og metoder

Litteratur søgestrategi

Vi søgte på PubMed, Web of Science, EMBASE, og Wangfang databaser for relevante artikler offentliggjort indtil 31. marts 2014. de søgetermer inkluderet “LGR5”, “tyktarmskræft”, “endetarmskræft”, “kolorektal cancer” og “prognose”. Bibliografier, oversigtsartikler og relevante undersøgelser blev søgt manuelt for yderligere relevante studier

Udvælgelseskriterier

Inklusionskriterierne for støtteberettigelse en undersøgelse var som følger:. (1) patienter med særprægede CRC diagnose ved patologi, (2) en vurdering af forholdet mellem LGR5 udtryk og prognosen for CRC patienter, (3) tilstrækkelige oplysninger til at vurdere hazard ratio (HR) for samlet overlevelse (OS) eller sygdomsfri overlevelse (DFS), og (4) offentliggørelse med engelsk eller kinesisk. Følgende undersøgelser blev udelukket fra analyserne: (1) breve, anmeldelser og konference abstracts, på grund af de begrænsede data, og (2) artikler om dyre- eller cellelinjer. Med hensyn til flere publikationer fra samme population, kun det seneste eller den mest komplette undersøgelse blev medtaget i analysen.

Data udvinding og vurdering

kvalitet

To efterforskere (Qing Chen og Xin Zhang) revideret hvert støtteberettiget artiklen uafhængigt og ekstraheres oplysninger fra alle de publikationer, der opfylder inklusionskriterierne. Følgende karakteristika blev indsamlet fra hver undersøgelse: den første forfatters navn, udgivelsesår, oprindelsesland, antallet af patienter, alder af patienterne, tidspunktet for opfølgningen, sygdommen fase, cutoff værdi, LGR5 ekspressionsniveauer og overlevelsesdata. Uoverensstemmelser blev løst ved diskussion indtil konsensus blev nået.

Kvalitetsvurdering blev udført for hver af de foreliggende undersøgelser ved hjælp af Newcastle-Ottawa kvalitetsvurdering skala [21]. Scoren vurderede otte punkter på metodik, der blev kategoriseret i tre dimensioner, herunder udvælgelse, sammenlignelighed og resultat. Fortolkning af skalaen udføres ved tildeling point, eller “stjerner”, for høj kvalitet elementer. Stjernerne tilsættes derefter op og bruges til at sammenligne undersøgelse kvalitet på en kvantitativ måde. Vi angivet på forhånd, at en score på 7 eller højere angivne høj kvalitet, en score på 5 eller 6 angivne moderat kvalitet, og en score på 4 eller mindre angivet lav kvalitet.

Statistisk analyse

overlevelse resultatet data blev syntetiseret ved hjælp af HR og dens 95% konfidensinterval (CI) for at analysere virkningen af ​​LGR5 udtryk på overlevelsen af ​​CRC patienter. Flere af de inkluderede studier forudsat HRs og 95% SNG, som vi pooled direkte. Ellers vi beregnet HR og dens 95% CI fra tilgængelige data eller en Kaplan-Meier overlevelse tegnes ved Engauge Digitizer-version 4.1 (gratis software downloades fra https://sourceforge.net). Konventionelt en observeret HR 1 indebar værre overlevelse for en gruppe med øget LGR5 udtryk. Virkningen af ​​LGR5 udtryk på overlevelse blev anset for at være statistisk signifikant, hvis der ikke var nogen overlapning af 95% CI med 1. heterogenitet blandt studierne blev vurderet ved en chi-square-baserede Q statistik test [22], og jeg

2 værdi blev anvendt til at kvantificere heterogenitet (i

2 = 0-50%, ingen eller moderat heterogenitet, jeg

2 50%, betydelig heterogenitet) [23]. Hvis homogenitet ikke var signifikant (P 0,10 for Q-test), blev den faste effekt model, der anvendes; Ellers blev random-effekt anvendte model. Offentliggørelse skævhed blev vurderet ved hjælp af Egger test og Begg test [24], [25]. For at justere for flere sammenligninger, vi anvendte den stepdown Bonferroni-metoden, der kontrollerer for familywise fejlrate (få). Desuden blev følsomheden analyse udført for at undersøge stabiliteten af ​​de puljede resultater. De statistiske analyser blev udført ved hjælp af STATA 12.0. Alle P-værdier var tosidet, og P . 0,05 blev anset for at være statistisk signifikant

Resultater

Undersøgelse udvælgelse og karakteristika

Som vist i fig. 1, blev i alt 58 artikler oprindeligt hentet fra ovennævnte databaser vha søgestrategien beskrevet ovenfor, og detaljerne i søgeresultaterne i forskellige databaser blev vist i tabel S1. Efter gennemgang af titler og abstracts af artiklerne blev 41 artikler, der var irrelevant for vores mål er udelukket. De resterende 16 artikler blev derefter uafhængigt kontrolleret af to af forfatterne. Af artiklerne blev 10 artikler ekskluderet: fuldtekst kunne ikke findes i 2 artikler [13], [26], en artikel handlede om LGR5 udtryk i det perifere blod [18], har 4 artikler ikke giver OS eller DFS oplysninger [ ,,,0],10], [27] – [29], 2 artikler var om varianter eller polymorfier af LGR5 [29], [30], og en artikel duplikeres en kohorte af patienter [17]. Til sidst, 7 artikler mødte inklusionskriterierne og blev inkluderet i metaanalysen [14] – [16],

Alle 7 støtteberettigede artikler evalueret sammenhængen mellem LGR5 udtryk i CRC væv og prognosen. af CRC. De vigtigste kendetegn for de 7 studier er opsummeret i tabel 1. Disse undersøgelser blev offentliggjort i perioden 2010-2014 og udført i 3 lande (USA, Japan og Kina). Det samlede antal af indskrevne patienter var 1833 med individuelle prøver spænder fra 52 til 891 (median 180). Den rapporterede Gennemsnitsalderen for de patienter varierede fra 57-66.9 år på tværs af de berettigede undersøgelser. Opfølgningen periode varierede fra 28.3-180 måneder. Flere af studierne definerede cutoff værdi ved hjælp af komplekse scoring målinger kombinerer intensiteten og procentdelen af ​​LGR5 udtryk, mens andre undersøgelser kun brugt den procentdel af LGR5 udtryk. Positive LGR5 ekspression blev observeret til området fra 36-60%. Der var 2 undersøgelser, der udnyttede både OS og DFS til at vurdere den prognostiske værdi af LGR5 udtryk i CRC patienter [16], [32]. Derudover 4 studier kun anvendes OS som en indikator [15], [20], [31], [33], og en undersøgelse kun anvendes DFS [17]. HRs og 95% CIs var direkte opnået fra 5 studier, og for de resterende 2 undersøgelser, HRs og 95% CIs blev ekstrapoleret fra Kaplan-Meier kurver. Samlet set de inkluderede studier i mate-analyse var af høj kvalitet, og af de 7 studier, 3 (43%) scorede 8, 3 (43%) scorede 7 og 1 (14%) scorede 6.

LGR5 udtryk og prognose af CRC

6 ud af de i alt 7 studier rapporterede data om LGR5 udtryk og OS i CRC [15], [16], [20], [31] – [33 ], så de kombinerede data fra alle 6 undersøgelser blev poolet i meta-analysen. Som vist i fig. 2, som følge af en betydelig grad af heterogenitet (I

2 = 80,1%, P 0,001), de samlede timer og 95% CIs blev beregnet ved hjælp af den random-effekt model (REM). Resultaterne viste, at høj LGR5 ekspression blev forbundet med dårlig OS i CRC (HR: 1,87, 95% CI: 1,23-2,84, P = 0,003, REM). Derudover poolede HR til OS var 1,34 (95% CI: 1,17-1,54, P 0,001) beregnet den faste effekt model (FEM) af. 3 af 7 studier rapporteret data om LGR5 udtryk og DFS, og som vist i fig. 3, blev høj LGR5 udtryk signifikant korreleret med DFS, med en samlet HR-estimat på 2,44 (95% CI: 1,49-3,98, P 0,001, FEM). Ingen signifikant heterogenitet blev observeret (I

2 = 0%, P = 0,649)

HR .. En stiltiende dårlig overlevelse, og høj LGR5 udtryk var signifikant associeret med dårligere OS i CRC patienter

HR 1 stiltiende dårlig overlevelse, og høj LGR5 udtryk var signifikant associeret med dårligere DFS i CRC patienter

Vi har udført en undergruppe analyse af sammenslutningen af ​​LGR5 udtryk med OS med. undersøgelse region, patient nummer, alder, opfølgning, tumor scenen og cutoff værdi, og de vigtigste resultater er vist i tabel 2. resultaterne viste, at LGR5 udtryk var signifikant korreleret med OS (HR: 2,52, 95% CI: 1.75- 2.89) hos patienter fra asiatiske lande, men ikke hos patienter fra ikke-asiatiske lande (HR: 1,09, 95% CI: 0,93-1,28), her, vi bør bemærke, at kun studere fra ikke-asiatiske lande (USA) var inkluderet. Den undergruppe analyse viste en signifikant sammenhæng mellem LGR5 udtryk og OS i studier, hvor antallet af patienter var mindre end 200 (HR: 2,22, 95% CI: 1,66-2,98). Den undergruppe meta-analyse af studier med en opfølgningsperiode på mindre end 60 måneder viste, at høj LGR5 udtryk var en indikator for dårlig OS (HR: 2,38, 95% CI: 1,79-3,15). Når grupperet efter den fase af CRC blev en signifikant sammenhæng mellem LGR5 udtryk og OS observeret i både den tidlige fase (HR: 2,27, 95% CI: 1,52-3,38) og senere (HR: 1,70, 95% CI: 1,01-2,87) af CRC. Vi observerede også en statistisk signifikant effekt af LGR5 udtryk på OS baseret på undersøgelser med anvendelse af en cutoff 6, med en HR på 2,09 (95% CI: 1,36-3,21). Derudover viste resultaterne også, at den høje LGR5 udtryk var uafhængig prædiktor for dårlig OS i CRC patienter med gennemsnitsalder ≤60 (HR: 2,27, 95% CI: 1,52-3,38). På grund af det lave antal undersøgelser blev undergruppe analyse af sammenslutningen af ​​LGR5 udtryk med DFS ikke videreføres.

Offentliggørelse skævhed analyse

I denne meta-analyse, publikationsbias blev testet ved hjælp Begg s tragt plot og Egger test. Som vist i figur 4, tragten plot fremlagt noget bevis for indlysende publikationsbias i nogen af ​​de inkluderede studier for OS eller DFS, og Egger test også viste ingen indlysende publikationsbias i undersøgelserne for en af ​​de to udfald (OS, P = 0,471, DFS, P = 0,749;.. figur 5)

(A) Begg s tragt plot vurdering LGR5 udtryk og OS i patienter med tarmkræft. (B) Begg s tragt plot vurdering LGR5 udtryk og DFS i kolorektal cancer patienter.

(A) Egger test vurdering LGR5 udtryk og OS i patienter med tarmkræft. (B) Egger test vurdering LGR5 udtryk og DFS i kolorektal cancer patienter.

Følsomhedsanalyse

For at måle stabiliteten af ​​resultatet, en følsomhedsanalyse blev gennemført, hvor en undersøgelse blev slettet ad gangen. Som vist i tabel 3, havde den tilsvarende poolede HR til OS ikke signifikant, uanset hvilken undersøgelse blev slettet, hvilket antyder, at resultatet var robust. Men den poolede HR for DFS syntes at være væsentligt ændret, hvilket kan have været på grund af det utilstrækkelige antal undersøgelser.

Diskussion

CRC er en ondartet sygdom med høj dødelighed på verdensplan og dens prognose er stadig dårlig, selv om der er opnået enorme fremskridt [4]. For nylig er ændring af molekylærbiologiske markører i tumorvæv blevet en vigtig del af forudsige prognosen for patienter med maligne tumorer. LGR5, kendt som et mål for den Wnt signalvejen, er blevet rapporteret at være en potentiel markør af stamceller i tyndtarmen og colon [34], [35]. Akkumulerede undersøgelser har vist, at LGR5 er tæt forbundet med tumorigenese og tumor invasion i CRC og vil sandsynligvis være en relevant markør for CSCS i CRC [12], [36]. CSCS menes at være ansvarlig for den lokale invasion, metastase og tilbagefald af maligne tumorer på grund af deres selv-fornyelse og multi-differentiering potentiale og dermed er også en væsentlig hindring for at forbedre den samlede kræft overlevelse.

I de senere år viser overensstemmelsen mellem LGR5 udtryk og overlevelsen af ​​patienter er blevet undersøgt i mange undersøgelser på grund af den centrale rolle, LGR5 i tumorigenese. Høj LGR5 ekspression er blevet grundigt beskrevet som værende en ugunstig prognostisk indikator i forskellige humane cancere [13], [15], [33], [37]. Dog har visse rapporter også foreslået strid resultater for sammenhængen mellem LGR5 udtryk og prognosen for CRC. For eksempel Ziskin et al. rapporterede, at LGR5 udtryk ikke var signifikant associeret med udfaldet af tumorer [20] og var ikke en prognostisk markør for CRC (HR: 1,09, 95% CI: 0,93-1,28). For at validere det nøjagtige forhold mellem LGR5 udtryk og prognosen for patienter med CRC, blev udført en meta-analyse, herunder de seneste undersøgelser og generelt ved hjælp af en omfattende søgning strategi. Så vidt vi ved, er dette den første meta-analyse, der har dokumenteret den prognostiske værdi af LGR5 i CRC. I nærværende metaanalyse, ved at kombinere resultaterne af 6 offentliggjorte undersøgelser, bestående 1781 patienter med CRC, vi drage den konklusion, at høj LGR5 udtryk var signifikant forbundet med dårlig OS (HR: 1,87, 95% CI: 1,23-2,84, P = 0,003), i øvrigt den høje LGR5 udtryk blev også signifikant associeret med dårligere DFS (HR: 2,44, 95% CI: 1,49-3,98, P 0,001) ved at kombinere resultaterne af 3 studier med 528 patienter med CRC. Derudover viste følsomhedsanalysen, at den signifikant sammenhæng mellem høj LGR5 udtryk og dårlig OS ikke blev ændret, uanset om en af ​​disse undersøgelser blev udeladt, hvilket tyder på robustheden af ​​dette resultat. Imidlertid blev signifikant sammenhæng mellem høj LGR5 udtryk og fattig DFS påvirkes ved at udelade undersøgelse, som kan skyldes det lille antal undersøgelser. I denne meta-analyse blev kvalitetsvurdering udført selvstændigt og reproducerbart ved to forfattere efter Newcastle-Ottawa retningslinjer. Ved at evaluere artiklerne omfattende og videnskabeligt, vi sikret, at de inkluderede studier var af høj kvalitet.

Warrants forsigtighed er, fordi de grundlæggende karakteristika af patienter kan have påvirket afslutningen af ​​hver omfattede rapport, herunder stikprøvestørrelsen, follow-up periode, klinisk fase og cutoff scoringer for definitionen af ​​positiv farvning, blandt andre aspekter. Derfor blev yderligere subgruppe analyse udført ved studium region, patient nummer, alder, opfølgning varighed, scene og cutoff værdi. Vi fandt, at høj LGR5 udtryk var signifikant forbundet med dårlig OS i de gennemførte undersøgelser i Asien (HR: 2,52, 95% CI: 1,75-2,89), men ikke på en undersøgelse udført uden for Asien. Derfor er yderligere undersøgelser nødvendige for at kontrollere, om den prognostiske værdi af LGR5 i CRC er forbundet med regionen beboet af patienterne. En signifikant sammenhæng blev observeret mellem LGR5 udtryk og dårlig OS kun, når opfølgningsperiode var ≤60 måneder; dette resultat bør fortolkes med forsigtighed på grund af øget dødelighed med forlængelsen af ​​follow-up tid. Desuden undergruppen analyse ved klinisk fase viste, at høj LGR5 ekspression blev signifikant associeret med dårlig OS i patienter, uanset stadiet (tidlig eller sen) af CRC, hvilket indikerer, at LGR5 var en uafhængig forudsiger af prognose under progressionen af ​​CRC. Denne observation var i overensstemmelse med den rolle, LGR5 i carcinogenese, herunder berigende CSCS og fremme tumor dannelse og progression. Da der er ingen ensartet standard for at definere positive LGR5 udtryk, cutoff stærkt afveg blandt studierne, og resultaterne kan også have ændret sig på grund af cutoff-værdien. Den undergruppe analyse viste, at LGR5 udtryk var signifikant associeret med en ugunstig prognose hos patienter med CRC når undersøgelser indstiller cutoff score på 6 (HR: 2,09, 95% CI: 1,36-3,21), hvilket tyder på, at en højere cutoff score var mere sandsynligvis føre til en differentiel konklusion. Tidligere undersøgelser har vist, at forhøjede LGR5 ekspression signifikant korrelerer med lymfatisk invasion, vaskulær invasion, tumor dybde, lymfeknudemetastase, og tumortilbagevenden [38], [39].

Publikation bias er et stort problem i alle former af meta-analyse. I den foreliggende undersøgelse, hverken Egger test eller Begg s tragt plot viste tegn på offentliggørelse bias. Men der er flere begrænsninger for den aktuelle metaanalyse, som vi ikke kunne forhindre alle potentielle skævhed blandt undersøgelserne. Først de inkluderede studier i vores meta-analyse var begrænset til kun artikler offentliggjort på engelsk eller kinesisk, og antallet var relativt lille. For det andet, heterogenitet blandt studierne blev fundet i den vigtigste analyse, måske på grund af de mange forskellige teknikker, der anvendes til at identificere ekspressionen af ​​LGR5. For eksempel blev alle de inkluderede studier kræves for at detektere LGR5 ekspression ved IHC, men resultaterne af IHC spænder afhang metodologiske faktorer som primært antistof type og antistofkoncentration, der fører til mellem-undersøgelse heterogenitet. Derfor blev tilfældig effekt model og subgruppe analyse vedtaget for at justere for dette mangler. For det tredje bør nævnes metoden til HR og 95% CI ekstrapolation, som HR og et 95% CI beregnet ud fra data eller udvindes fra overlevelseskurver kan være mindre pålidelige end dem, der opnås ved direkte analyse af varians. Derudover er vi nødt til at overveje det faktum, at undersøgelser med positive resultater nemt accepteres, mens undersøgelser med negative resultater ofte afvises.

Sammenfattende trods af de begrænsninger, der er anført ovenfor, fandt vi, at høj LGR5 udtryk kan være en uafhængig risikofaktor for patienter med CRC. Baseret på aktuelt publicerede artikler, høj LGR5 udtryk er en ugunstig prognostisk faktor i CRC patienter og kunne være nyttigt at optimere terapeutiske ordninger. Endvidere er der behov for større prospektive undersøgelser for at validere vores resultater.

Støtte oplysninger

tabel S1.

Søgeresultaterne af relevante artikler i forskellige databaser

doi:. 10,1371 /journal.pone.0107013.s001

(DOC)

Tjekliste S1.

PRISMA Tjekliste

doi:. 10,1371 /journal.pone.0107013.s002

(DOC)