PLoS ONE: Fordele ved Evaluering Mean Nuclear Volumen som adjungeret parameter i prostata Cancer

Abstrakt

Baggrund

Indsatsen for at forbedre diagnose, prognose og overvågning af prostatakræft (PCA) er relevante . Gleason score (GSC) overvurdering kan udsætte enkeltpersoner til unødig aggressiv behandling. Vi havde til formål at bruge stereologi i PCA evalueringer og undersøge, om betyde nukleare volumen (MNV) korrelerer med Gleason primære mønster (Gpp) og forbedre den subjektive GSC at opnå en objektiv og pålidelig metode uden inter-observatør splid.

Metoder

Vi identificerede 74 radikal prostatektomi enheder, som er inddelt i seks grupper baseret på Gpp, fra 3 til 5. Controls (C), blev designet i parrede ikke-tumor regioner af de samme prøver. MNV blev estimeret ved hjælp af metoden “point-samplede aflytninger”. Forskelle i MNV blandt C grupper og GPP-grupper blev testet med Kruskall-Wallis test og Dunn post-hoc test. Forskelle mellem hver Gpp gruppe og dens kontrol modstykke blev testet med Wilcoxon test. Korrelationer blev evalueret med Spearman rank korrelation (R

[Spearman]).

Resultater

De korrelationer mellem prostata-specifikt antigen (PSA) og GSC (R

[Spearman ] på 0,76) og mellem PSA og MNV (R

[Spearman] på 0,78) var moderat stærk og meget vigtig, og sammenhængen mellem MNV og Gpp (R

[Spearman] på 0,53) var moderat og stærkt signifikant . MNV var signifikant større i kræft regioner end i parret-kontrol regioner. Begrænsninger inkluderet stikprøvestørrelse.

Konklusioner

Korrekt planlægning af en undersøgelse, samt tilgængeligheden af ​​udstyr og software til morfologisk kvantificering, kan give incitament til hurtigt og præcist estimere MNV som supplement parameter i vurderingen af ​​PSA. Aktuelle data går ind for brugen af ​​MNV forbundet med GSC og PSA i vurderingen af ​​PCa

Citation:. Leze E, Maciel-Osorio CFE, Mandarim-de-Lacerda CA (2014) Fordele ved Evaluering Mean nuklear Volume som adjungeret parameter i prostatakræft. PLoS ONE 9 (7): e102156. doi: 10,1371 /journal.pone.0102156

Redaktør: Zoran Culig, Innsbruck Medical University, Østrig

Modtaget: April 18, 2014 Accepteret: 11 juni 2014; Udgivet: 9 jul 2014

Copyright: © 2014 Leze 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. Relevante data er inkluderet i de supplerende oplysninger filer

Finansiering:.. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

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

Introduktion

Prostatakræft (PCA), som er en vigtig bekymring for folkesundheden i de vestlige lande, og en begyndende malignitet i udviklingslande, er den hyppigst diagnosticerede kræft i amerikanske mænd og den anden hyppigste årsag til kræft dødsfald i USA [1]. Således bestræbelser på at forbedre diagnose, prognose og overvågning af PCa er relevante.

Det er bemærkelsesværdigt, at næsten 25 år efter vedtagelsen, Gleason score (GSC) systemet forbliver en rettidig metode til at vurdere sammenhængen mellem histologiske klasse og prognosen hos patienter med PCa [2]. Dette system er baseret på arkitekturen i kræftceller, der er tildelt en af ​​fem histologiske mønstre af faldende differentiering. Siden 2005 er det blevet anbefalet, at patologer tildele en GSC klasse ved at addere den mest almindelige og den højeste Gleason mønstre i en biopsi, i modsætning til den oprindelige GSC metode, der tilføjede den mest almindelige og den anden mest almindelige mønstre [3]. Disse foretaget af International Society of Urologiske Patologi (ISUP) i 2005 ændringer var et forsøg på at forbedre sammenhængen mellem biopsi og radikal prostatektomi, men der er også behov for en ændring i rapportering til nøjere afspejle tumor opførsel [4].

Undersøgelser har vist, at i betragtning af den ringe inter-observatør reproducerbarhed GSR, er det vanskeligt at opnå gensidig konkordans [5] – [7]. Derudover næsten 20% af radikal prostatektomi sager viser tertiære mønstre, hvilket betyder, at en nål biopsi Prøven udviser en højere tertiær Gleason mønster, hvilket resulterer i tilsyneladende overgrading af nålen biopsi [8]. Denne manglende enighed er primært vigtigt for patienter med PCa samt personer, der er kandidater til eller er under aktiv overvågning [9].

Uden tvivl, fremskridt med hensyn til identifikation af kræft molekylære markører har nydt PCa diagnose, prognose og behandling [10], [11]. Men den nukleare struktur i tumoren stadig anledning til interesse. Ændringer i nuklear størrelse og form, i antallet og størrelsen af ​​nucleoli og til kromatin kan relateres til de ændrede funktionelle egenskaber af cancerceller eller vævsremodellering [12]. Følgelig stereologiske estimering af middelværdien nukleare volumen (MNV), som er et unbiased estimat af tredimensionale variabler opnået fra en todimensional sæt billeder, repræsenterer en objektiv og reproducerbar klassificeringsmetode til PCA [13].

Formålet med denne undersøgelse er at revidere brugen af ​​stereologi i PCa evaluering og undersøge, om MNV korrelerer med Gleason primære mønster (Gpp) for at erstatte eller forbedre subjektive GSC sådan, at det bliver en mere objektiv og pålidelig metode uden inter -observer splid.

Materiale og metoder

Denne undersøgelse følger principperne i Helsinki-deklarationen og blev godkendt af lokale etiske råd for videnskabelig forskning (etiske komité for forskning med forsøgspersoner ved State University of Rio de Janeiro, CEP, Proces nummer 618.329), der er forbundet med Landsudvalget for Etik i forskning (CONEP) og direkte knyttet til det nationale sundhedsråd Brasilien.

Vi forelagde forskning

Platform Brazil

, det nationale og fælles ledelse af registreringer af forskning, der involverer mennesker for enhver CEP /CONEP systemet (https://conselho.saude.gov.br/). Materialet blev indsamlet i løbet af årene og arkiveret i en institutionel samling. Således på tidspunktet for den forskning havde vi ikke mere kontakt med patienter eller deres familier. Vi har diskuteret åbent med medlemmer af CEP det svært at hente underskrifter i en skriftligt informeret samtykke fra patienterne i den foreliggende sag. Medlemmerne af CEP har overvejet dette punkt, som os. I deres beslutning, de understregede behovet for et skriftligt informeret samtykke fra patienterne, men de forstod det foreliggende tilfælde som exceptionel, og derfor blev undersøgelsen fritaget informeret samtykke fra patienterne.

Denne undersøgelse blev udført på prøver fås fra 74 patienter, som gennemgik radikal prostatektomi som et første-valg terapi for lokaliseret og lokalt avancerede PCa. Den Gpp blev etableret af kun én uddannet patolog (CM-O). Patienterne blev inddelt i seks grupper baseret på Gpp, og prostata-specifikt antigen (PSA) værdien af ​​hver prøve blev noteret før kirurgi. Tre grupper repræsenteret de primære mønster kvaliteter (tumor regioner, T) af Gpp 3 (G3, n = 20), Gpp 4 (G4, n = 28), og Gpp 5 (G5, n = 26). Kontroller blev designet i parrede ikke-tumor (NT) regioner af de samme prøver og blev benævnt C3 (for NT regioner Gleason 3 prøver), C4 (for NT regioner Gleason 4 prøver), og C5 (for NT regioner Gleason 5 prøver).

materialet blev hurtigt fast i 48 timer i frisk fremstillet formaldehyd (4% vægt /volumen i 0,1 M phosphatpuffer, pH 7,2), indlejret i paraffin, snittet med en nominel tykkelse på 5 um og farvet med hæmatoxylin og eosin. Sektionerne blev analyseret ved hjælp af en fordybelse olie plan akromatisk objektiv (× 100) med et Olympus BX51 mikroskop (Olympus America, Miami, USA) og en Infinity 1-5C digitalkamera (Lumenera, Ottawa, ON, Canada). Digitale billeder blev taget til kvantificering af T og NT regioner som defineret af eksperten patolog.

Stereology

MNV blev estimeret ved hjælp af metoden “point-samplede aflytninger” i fem forskellige mikroskopiske felter pr patient i alt mindst 50 kerner pr prøve [14]. Et testsystem består af parallelle linjer, der er forbundet med testpunkter blev overlejret på hver mikroskopisk felt som vist i figur 1. Styringen af ​​linierne på prøven blev bestemt ved lotteri, og for hvert punkt inde i unbiased kugleramme der ramte en kerne, den nukleare skæring gennem det punkt, blev målt. Målingen af ​​skæringen længde blev udført under anvendelse af en 32-mm logaritmisk lineal sammensat af en serie på 15 klasser, hvor bredden af ​​enhver klasse er cirka 17% større end den for den foregående klasse. Hver enkelt skæringspunkt blev cubed, og gennemsnittet af alle disse værdier blev multipliceret med π /3 til opnåelse MNV. Den numeriske nukleare tæthed i flyet, dvs antallet af nukleare profiler per område (N

A), blev bestemt ved hjælp af en ramme af 5675 um

2.

testsystemet, med punkter er overlejret på prostata image og på linje med de tilgrænsende tal som defineret af lotteri (pilespidser). Længden af ​​stikprøven kerner (pile) måles med en logaritmisk lineal (se nedenfor).

Statistisk analyse

Spearman rank korrelation (R

[Spearman]) blev estimeret for hver prøve til bestemmelse af korrelationer mellem: a) GSR ​​og PSA, b) MNV og PSA, og c) Gpp og MNV (tabel S1 og S2). Forskellene i MNV mellem grupperne og inden for grupperne C og G blev vurderet af Kruskall-Wallis variansanalyse efterfulgt af Dunn post-hoc test. De forskelle, der resulterede når man sammenligner hver Gpp med dens kontrol modstykke blev vurderet af Wilcoxon testen. Data er vist som medianen og 95% konfidensinterval (CI). En

P-værdi

af ≤0.05 blev betragtet som statistisk signifikant. Den GraphPad Prism-programmet (version 6.03 til Windows, GraphPad Software, La Jolla, CA, USA) blev anvendt til at udføre statistiske analyser og generere grafik.

Resultater

Spearman rank korrelationer

PSA vs. Gleason scorer. Sammenhængen mellem PSA og GSC var moderat stærk, viser en R

[Spearman] værdi på 0,76 med en 95% CI af 0,62-0,85, hvilket var stærkt signifikant (

P

0,0001) (fig . 2).

PSA vs. MNV. Sammenhængen mellem PSA og MNV var moderat stærk, viser en R

[Spearman] værdi på 0,78 med en 95% CI af 0,65 til 0,86, hvilket var stærkt signifikant (

P

0,0001) (fig . 2).

MNV vs. Gleason primære mønster. Sammenhængen mellem MNV og Gpp var moderat, viser en R

[Spearman] værdi på 0,53 med en 95% CI af 0,30-0,69, hvilket var stærkt signifikant (

P

0,0001) (fig. 3).

Spearman korrelationskoefficienter var moderat stærk og markant.

Spearman Korrelationskoefficienten var moderat og signifikant for prøven.

Mean

nukleare volumen

variabilitet MNV for de grupper er detaljeret i fig. 4 og tabel 1. Forskellene var betydelige, når man sammenligner MNV i en Gpp med sine kontrol- modparter. MNV var signifikant større i kræft regioner end i parret-kontrol region med 22% i Gpp 3, med 135% i Gpp 4, og med 140% i Gpp 5. Der var en fortsat stigning i MNV i kræft regioner fra Gpp 3 til Gpp 5. Disse forskelle var signifikante, og MNV af G5-gruppen var 64% større end G3 og 22% større end G4. Selvom MNV demonstrerede en højere værdi i G4 forhold til G3, denne forskel var ikke signifikant, og kunne være baseret på stikprøve størrelse.

Den statistiske signifikans er angivet.

Diskussion

i den foreliggende undersøgelse, var der betydelige og moderat stærke korrelationer mellem PSA og GSR og mellem PSA og MNV. Sammenhængen mellem Gpp og MNV var også betydelig, men moderat. Disse resultater viser, at både Gpp og MNV er adjungerede parametre i diagnosticering og /eller overvågning af PSA. Dette er yderst relevant, fordi, som nævnt, GSC er en komparativ metode, der er afhængig af uddannelse af patologen, mens MNV er baseret på tællinger opnået gennem design-baserede stereologi.

Gpp stedet GSR blev sammenlignet med MNV at opnå de mest pålidelige resultater muligt, som vi havde valgt den mest udbredte mønster for hver histologiske prøve at undgå skævheder i at studere de omkringliggende marker, da blev anvendt den højeste Gleason mønster (i flere prøver disse felter var lille). Med denne strategi, var der ingen forskel, når man sammenligner den tidligere generalsekretariatet og ISUP ændringer anvendes fra 2005. Men når PSA blev korreleret med GSC og MNV, 2005 ISUP modifikationer de gjort en forskel.

MNV var altid signifikant forskellige, når man sammenligner kontrolregioner (ikke-tumor) med regioner indeholdende tumoren, hvilket indikerer, at MNV er et effektivt alternativ til at evaluere PCa i tilfælde, hvor immunhistokemi er utilgængelig eller at øge pålideligheden af ​​en diagnose. Desuden MNV værdi steg fra Gpp 3 til Gpp 5 og var forskellig mellem Gpp 3 og Gpp 5 og mellem Gpp 4 og Gpp 5. Vi understreger, at observation af ingen forskel i MNV mellem Gpp 3 og Gpp 4 skyldes muligvis prøve størrelse. Yderligere undersøgelser kan afklare dette punkt i fremtiden.

Konventionel og modificeret Gleason klassificering begge korreleret med alder, serum PSA og kræft engagement i nål biopsier [15]. Desuden var der en stærk korrelation mellem GSC og tumor volumen i godt /mellemliggende differentierede PCa, og da relativt høj mængde PSA pr volumen af ​​kræft er produceret, høj PSA tæthed var den stærkeste enkelt indikator for tumor undergrading. som højere lønklasse tumorer producerer mindre PSA pr volumen, PSA tæthed mister dog sin prædiktive evne, og andre kliniske markører for tumor volumen såsom håndgribelig sygdom og antallet af positive kerner bliver mere forudsigelig [16], [17], som MNV kan bidrage væsentligt til forudsigelsen af ​​en biokemisk kontrol (PSA) [18].

Undersøgelser har vist, at den inter-observatør reproducerbarhed af Gleason grading system forbliver moderat [6], [7], [19]. Selvom omfanget af uenighed var temmelig beskedne, betydelige andele af biopsi og prostatektomi prøver havde forskellige GSC tildelt ved diagnose (63% for biopsi og 72% for prostatektomi), i forhold til dem tildelt af ekspert gennemgang [20]. Vi bør bemærke, at, i den foreliggende undersøgelse, det undersøgte materiale kom fra radikale prostatektomi som første-valg terapi til lokaliseret og lokalt fremskreden PCa, og GSC blev tildelt af kun én ekspert patolog, som helt sikkert med til at minimere bias i GSC opgave .

Den pålidelige identifikation af veldifferentieret prostata adenocarcinom i biopsi prøver fortsat udfordrende [21]. For at måle dette pålidelighed, blev enighed blandt patologer testet og generalsekretariatet tildelt af 15 ekspert uropathologists for femten PCA biopsiprøver blev sammenlignet GSC tildelt af 337 medlemmer af det europæiske netværk af Uropathology. Aftale mellem ekspert og medlem var dårlig (gennemsnit 71,4% i GSC 6, og betyder 56,4% i GSC 7 (

P

= 0,009) [22]. Klassificeringen af ​​høj kvalitet PCa som GSC 4 + 3 og GSC 8-10 resulterede i højere niveauer af aftale mellem biopsi og radikal prostatektomi.

Derudover er der er rigeligt rapportering litteratur uenighed mellem generalsekretariatet tildelt patienter med en nål biopsi diagnose og efter radikal prostatektomi [9], [23]. derfor er der en generel tendens til undergrade biopsiprøver, og denne grad af overensstemmelse er eventuelt bistået af antallet af biopsi kerner opnået (ti eller flere nålebiopsi kerner øget andelen af ​​en nøjagtig match til 72%) [ ,,,0],23] eller af, at mere end en tredjedel af patienterne blev anset for at være nedbrudt baseret på deres oprindelige prostatabiopsi [9]. på den anden side, den overvurdering af GSR i udvidet prostata biopsier eller tilstedeværelse af en tertiær højere Gleason mønster opnået i en nål biopsi prøve, som findes i næsten 20% af radikale prostatektomi, kan udsætte enkeltpersoner til unødig aggressiv behandling [8], [24]. Derfor bør homogeniteten af ​​prøverne og rapporten fra generalsekretariatet i den aktuelle undersøgelse betragtes som et gyldigt bidrag til klassificering og diagnosticering af PCa.

Det skal bemærkes, at den foreliggende undersøgelse blev udført med prøver fra radikale prostatektomi og GSR tog hensyn til, som den ISUP i 2005 ændringer, som forsøgte at forbedre sammenhængen mellem biopsi og radikal prostatektomi. Disse ændringer kan være årsagerne til nogle forskelle vedrørende sammenhængen mellem MNV og GSC når man sammenligner resultater tidligere rapporterede (før 2005) [13], når histologiske prøver blev taget fra nål biopsier, og de nuværende resultater.

undersøgelse af de patofysiologiske ændringer i forbindelse med menneskelige sygdomme, der involverer mutationer i nuklear struktur har præciseret mange fysiologiske funktioner nukleare struktur og organisation. Ændringer i nukleare figurer kan være et resultat af kræfter, der virker på den ekstracellulære matrix eller af intracellulære processer, som menes at blive overført til kernen via det cellulære cytoskelet [25]. Som maligne tumorer kan ændre nukleare form og øge dens størrelse, estimering af nukleare udvidelse i volumen i en tre-dimensionel metode synes at være nødvendig [26].

Den opdaterede oplysninger fra det brasilianske institut for Geografi og statistik oplyser, at byen Rio de Janeiro har omkring 6.320.000 mennesker, og så kan vi acceptere, at 3.160.000 er mænd. Den “pyramide alder” Brasilien angiver 9,5% af befolkningen i mænd har over 50 år. Så i byen Rio de Janeiro, kan vi acceptere, at 300,200 mænd er over 50 år (som er den aldersgruppe, der kan sammenlignes med den nuværende undersøgelse af prostatakræft).

Prostatakræft i det sydøstlige Brasilien (hvor ligger byen Rio de Janeiro) har en prævalens på 80.06 tilfælde per 100.000 personer om året (2014 data fra National Cancer Institute of Brasilien). Derfor kan vi anslår ved 210 nye tilfælde om året af prostatakræft i byen Rio de Janeiro.

Prøven størrelse undersøgt i den nuværende manuskript er en begrænsning af undersøgelsen. Men det er relevant at sige, at de undersøgte tilfælde tegner sig for omkring 35% af de forventede nye tilfælde i et år i byen Rio de Janeiro.

Siden 1985, patologer og forskere har undersøgt muligheden for at estimere betyde mængden af ​​partikler med vilkårlig form [14]. En tidligere undersøgelse viste en sammenhæng mellem MNV og PSA fordoblingstid, hvilket positivt korreleret MNV med PCa opførsel og prognose [27], hvilket tyder MNV som indikator for PSA fiasko for patienter med klinisk orgel-begrænset sygdom behandlet med radikal prostatektomi [28]. Resultaterne af den aktuelle undersøgelse er i overensstemmelse med denne sammenhæng mellem MNV og PSA niveauer, samt MNV og grønne offentlige indkøb. Desuden har resultaterne af undersøgelser, der kombinerer PSA og estimeret tumor volumen med estimater af MNV bidraget væsentligt til forudsigelse af den patologiske stadium af PCa, hvilket tyder brugen af ​​disse tre faktorer til at forudsige den patologiske stadium af PCa før operation [29], [30].

konklusioner

Aktuelle data går ind for brugen af ​​MNV forbundet med GSC og PSA i vurderingen af ​​PSA. Estimering af MNV kræver et design tilgang med nogle involvering fra matematik og statistik. Faktisk kan dette betragtes upraktisk til bred anvendelse ved rutinemæssig vurdering af PCa af den klassiske patolog. Men ordentlig undersøgelse planlægning, samt den aktuelle tilgængelighed af udstyr og software til morfologisk kvantificering, kan tillade hurtig og præcis estimering af MNV som et supplement parameter for vurderingen af ​​PSA.

Støtte Information

tabel S1.

data organiseret til at beregne korrelationskoefficient af Spearman: Gleason score vs prostata specifikt antigen (PSA, ng /ml), og betyde nukleare volumen (MNV, um

3) vs. PSA

doi. : 10,1371 /journal.pone.0102156.s001

(PDF)

tabel S2.

data organiseret til at beregne de korrelationskoefficient af Spearman: middelværdi nuklear volumen (MNV, um

3) i hver Gleason primære mønster (G3, G4 eller G5) vs. prostata specifikt antigen (PSA, ng /mL) .

doi: 10,1371 /journal.pone.0102156.s002

(PDF)