PLoS ONE: DNA Repair Biomarkører XPF og Phospho-MAPKAP kinase 2 korrelerer med Klinisk Outcome i Advanced hoved og hals Cancer

Abstrakt

Baggrund

Induktionskemoterapi er en fælles behandlingsmulighed for patienter med locoregionally-fremskreden hoved- og halscancer (HNC), men det er uklart, hvilke patienter vil få gavn. I denne undersøgelse blev der søgt efter biomarkører forudsige responset af patienter med locoregionally-avancerede HNC på induktion kemoterapi ved at evaluere ekspressionsmønsteret DNA reparationsproteiner.

Metoder

Ekspression af et panel af DNA -reparation proteiner i formalin-fikserede paraffin indlejrede prøver fra en kohorte af 37 HNC patienter, der gennemgår platinbaseret induktion kemoterapi før endelig chemoradiation blev analyseret ved hjælp af kvantitativ immunhistokemi.

Resultater

Vi fandt, at XPF (en ERCC1 bindende partner) og phospho-MAPKAP kinase 2 (pMK2) er nye biomarkører for HNSCC patienter, der gennemgår platinbaseret induktion kemoterapi. Lav XPF udtryk i HNSCC patienter er forbundet med bedre respons på induktion kemostråleterapi, mens høj XPF udtryk korrelerer med en dårligere respons (p = 0,02). Endvidere blev lav pMK2 udtryk fundet at korrelere betydeligt med samlede overlevelse efter induktion plus chemoradiation terapi (p = 0,01), hvilket tyder på, at pMK2 kan vedrøre chemoradiation terapi.

Konklusioner

Vi identificerede XPF og pMK2 som nye DNA-reparation biomarkører for locoregionally-avanceret HNC patienter, der gennemgår platinbaseret induktion kemoterapi før endelig chemoradiation. Vores undersøgelse giver indsigt for brug af DNA-reparation biomarkører i personlig diagnostiske strategier. Yderligere validering i en større kohorte er angivet

Henvisning:. Seiwert TY, Wang X, Heitmann J, Villegas-Bergazzi V, Sprott K, Finn S, et al. (2014) DNA Reparation Biomarkører XPF og Phospho-MAPKAP kinase 2 korrelerer med Klinisk Outcome i Advanced hoved- og halscancer. PLoS ONE 9 (7): e102112. doi: 10,1371 /journal.pone.0102112

Redaktør: Apar Kishor Ganti, University of Nebraska Medical Center, USA

Modtaget: Marts 13, 2014 Accepteret: 14 Juni 2014; Udgivet: 14 juli 2014

Copyright: © 2014 Seiwert 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

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af en ASCO Translationel professor skib award (EEV), Grant Achatz og Nick Kokonas /Alinea hoved og hals Cancer Research Fund (EV, TYS), og en Flight Deltagelse Medical Research Institute Young Klinisk Scientist Award (FAMRI, YCSA) ( TYS). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. X Wang, V Villegas-Bergazzi, og DT Weaver var medarbejdere i On-Q -ity. K Sprott, S Finn, E O’Regan, DA Farrow var konsulenter for On-Q-hed. Forfatterne bekræfte, at dette ikke ændrer tilslutning til alle PLoS ONE politikker vedrørende datadeling og materialer, som beskrevet i vejledningen for forfattere.

Introduktion

Hoved og hals pladecellekræft (HNSCC) er den 6. mest almindelige maligne neoplasma i hele verden og tegner sig for 45.000 nye tilfælde i USA hvert år [1], [2]. Til praktiske formål, er hoved- og halscancer opdelt i tre kliniske faser: tidligt, locoregionally-avanceret, og metastatisk eller recidiverende. Behandlingsmetoder kan variere afhængigt af sygdommens stadium. Langt størstedelen af ​​patienter (-60%) præsenterer med locoregionally-fremskreden sygdom kræver aggressiv multimodalitet terapi. Rapporteret langsigtede overlevelse svinger mellem 50-70% [3], [4]. Induktion eller neoadjuverende kemoterapi anvendes i stigende grad inden definitiv lokal terapi (dvs. kirurgi /kemostråleterapi /stråling) og FDA godkendt til denne indikation. Induktion kemoterapi er forbundet med høje svarprocenter, symptomlindring, og en reduktion i fjerne metastatiske fiaskoer. Desuden har flere grupper, herunder vores, rapporterede en klar sammenhæng mellem respons på induktion kemoterapi og forbedret samlet overlevelse [5] – [7]. På trods af en høj grad af aktivitet, en nylig fase III-undersøgelse undladt at vise fordelen ved at tilføje induktion kemoterapi til kemostråleterapi i en ikke valgt population patient [8]. Undergruppe analyse foreslog potentielle fordele i visse højrisiko populationer, men i mangel af en egnet biomarkør validering af hypoteser vil være vanskeligt og dyrt.

En metaanalyse også bekræftet en lille overlevelse fordel med induktion kemoterapi trods heterogenitet af de inkluderede terapier [9]. Desværre er der i øjeblikket ingen valideret metode til at forudsige, hvilke patienter vil få gavn af denne behandling, og det er uklart, hvordan du vælger patienterne for denne potentielt gavnlige såvel som potentielt giftige terapi. Biomarkører kan bidrage til at forbedre patientens valg i fremtiden.

DNA reparation proteiner spiller en væsentlig rolle i at opretholde genom stabilitet og har været impliceret i tumorigenese. Patienter med kromosomal ustabilitet syndromer såsom fanconis anæmi (FA), ataksi telangiectasia (AT), Bloom syndrom eller Werner syndrom viser fejl i DNA-reparation og en tilknyttet forøget risiko og dårlig prognose for kræft, herunder hoved og hals kræft [10] – [17 ]. Kræftceller udviser genomisk ustabilitet og er ofte mangelfulde i en af ​​seks store DNA reparation veje nemlig: bunden excision reparation (BER), nukleotid excision reparation (NER), mismatch reparation (MMR), homolog rekombination (HR), ikke-homolog endjoining (NHEJ) og translesion DNA-syntese (TLS). Kemoterapi og mest kemoterapeutiske stoffer beskadiger DNA og mangel på tilstrækkelig reparation inducerer tumor celledød.

Derfor er det afgørende at identificere DNA reparation biomarkører, der kan forudsige, hvilke patienter gavn af induktion kemoterapi locoregionally-fremskreden hoved- og halscancer .

Tidligere rapporter tyder på, at ERCC1 er en potentiel biomarkør for platinbaseret terapi [18] – [20]. Den ERCC1 protein binder til XPF at danne en heterodimer, som er en DNA-specifik endonuklease struktur, der stabiliserer hinanden

in vivo

og er ansvarlig for 5’indsnit under nukleotid excision reparation [21]. Niveauer af ERCC1 er signifikant reduceret i XPF deficiente celler og vice versa [22]. Denne biomarkør er ikke godkendt til HNSCC delvis på grund af polemikken omkring specificiteten af ​​de beskæftigede antistof [23], [24]. Andre undersøgelser fundet, at modstanden mod platinbaseret kemoterapi korrelerer med protein eller mRNA-niveauer af ERCC1 og XPF [21], [25], [26].

I denne undersøgelse undersøgte vi et panel af DNA-reparation proteiner i fem store DNA-reparationsveje ved hjælp af immunhistokemi (IHC) og en digital patologi platform at vurdere, om ekspressionsmønsteret DNA reparationsproteiner ved biopsi stadium kan forudsige tumor respons hos patienter med locoregionally-avanceret HNSCC undergår induktion kemoterapi inden definitiv chemoradiation. Vores undersøgelse viser, at XPF varierer meget blandt hoved og hals kræft med et bredt dynamikområde: Lave niveauer af ekspressionen af ​​XPF korrelerer med bedre respons på induktion kemostråleterapi, mens høje niveauer af XPF udtryk er forbundet med en dårligere respons. Endvidere pMK2, en kinase, som er blevet rapporteret at være kritisk for post-transkriptionel regulering af genekspression som en del af DNA-skade respons [27], er signifikant associeret med samlede overlevelse efter induktion plus chemoradiation terapi. Vores resultater viser, at analysen af ​​ændringen i DNA-reparation veje kan være klinisk værdifulde i HNC.

Materialer og metoder

Patient kohorter

biopsipræparater (formalin-fikseret, paraffin indlejrede tumorprøver) fra 37 patienter med stadie IV locoregionally-avanceret HNSCC behandlet på University of Chicago blev evalueret fra hele sektioner. De HNSCC patient biopsier var opnået fra en primær excision eller biopsi før behandling. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra alle donorer eller de pårørende til brugen af ​​disse prøver i forskning, der er godkendt i henhold til University of Chicago IRB-protokol 8980 og 15410A. Alle patienter var blevet behandlet med induktion kemoterapi bestående af to cykler af paclitaxel og carboplatin i i alt otte uger. Vi efterfølgende foretaget en foreløbig vurdering, efterfulgt af paclitaxel, 5-fluorouracil, hydroxyurea og strålebehandling-baserede regimer (FHX) baseret kemostråleterapi og endelig vi evalueret for respons [28], [29]. Vi analyserede patientprøver for deres HPV-status ved farvning for p16 (Santa Cruz JC-8).

Behandling evaluering

evaluering Reaktion blev udført i intervallet mellem induktion kemoterapi og fortløbende kemostråleterapi af CT-scanning og /eller klinisk undersøgelse af en ENT specialist og bedste respons blev vurderet. kriterier Respons blev defineret som komplet respons (CR) [14], progressiv respons (PR) og stabil sygdom (SD) baseret på RECIST kriterier [6], [30].

Cellelinjer

De abevirus 40-transformerede fibroblaster GM08437 (XPF – /-, Coriell Institute) celler og HeLa-celler blev dyrket i Dulbeccos modificerede Eagles medium suppleret med 10% varmeinaktiveret føtalt kalveserum (FCS) i en befugtet 5% CO2 inkubator ved 37 ° C.

Immunhistokemi (IHC)

hele sektioner af prøverne blev farvet ved IHC under anvendelse af antistoffer mod XPF (SPM228) /ERCC1 (8F1) (ABCAM), FANCD2 (Santa Cruz ), PAR, γH2AX (Millipore), MLH1 (AbSerotec) og phospho-MAPKAP Kinase2 (pMK2) (Cell Signaling Technology). Vævssnit blev deparaffineret /rehydreret under anvendelse af standardteknikker. Heat epitopgenfinding blev udført, og vævene blev farvet med antistoffer natten over ved 4 ° C. Primære antistoffer blev udeladt for negative kontroller. Hematoxylin blev anvendt som nuklear kontrastfarve. To-fold antistoffortynding intervaller blev etableret, og antigen-genvinding betingelser blev indstillet således, at antistof var i overskud og diskriminerede mellem kontrol cancervæv og mellem lave og høje ekspressionsniveauer. Renaissance TSATM (Tyramide Signal Amplification) Biotin System (Perkin Elmer) blev anvendt til påvisning af XPF og FANCD2. Super Sensitive TM IHC Detection System (Biogenex) blev anvendt til påvisning af PAR, PARP1, MLH1, pMK2, γH2AX og ERCC1.

IHC Scoring

IHC farvede væv på objektglassene blev scannet ind en digital patologi platform (Aperio). Kvaliteten af ​​farvningsmønster blev patologi revideret. Intensiteten af ​​nuklear farvning, og /eller lokalisering af markøren i både nukleare og cytoplasmiske rum blev bestemt. Tre tumor områder af interesse i en hel sektion blev udvalgt af patologer, for at minimere virkningerne af IHC farvning variation. Scannede slides blev derefter vurderet af patologer og maskine-baseret digital billedanalyse (Aperio). Procentdelen (0-100%) af tumorceller med positiv farvning Mængde (Q) og intensitet (I) for hver markør blev uafhængigt scoret af to uddannede patologer (VVB, SF), der blev blindet fra kliniske historie. En nukleare point er rapporteret for XPF, ERCC1, FANCD2, MLH1, PARP1, PAR og γH2AX. De nukleare og cytoplasmatiske rum blev scoret separat for pMK2. Farvning mængde (Q) blev scoret 0 til 4: noget nukleart farvning = 0; 1-9% af celler med nukleare plet = 1; 10-39% = 2; 40-69% = 3; og 70-100% = 4. Farvning intensitet (I) blev klassificeret fra 0 til 3, hvor 0 = negativ, 1+ = svag, 2+ = mellemliggende, 3+ = stærk. Afsluttende scoringer blev opnået ved at multiplicere mængden og farvning intensitet scores (IxQ) [31]. Machine-baserede billede analyser blev etableret på grundlag af modificerede makroer i Aperio IHC nukleare algoritme til at score intensiteten /mængde af positive tumor kerner. Marker output i 0, 1+, 2+, og 3+ siloer blev kombineret i en vægtning algoritme til at skabe en relativ intensitet score (H-score) 0-300 [32].

Immunoblotting

Immunoblotting for XPF, ERCC1, og β-actin-blev udført ved anvendelse af standardmetodik som beskrevet tidligere [33] – [37]. Antistoffer anvendt til immunoblotting var anti-XPF (SPM228, ABCAM), anti-ERCC1 (8F1, ABCAM /Santa Cruz) og anti-β-Actin (H-170, Santa Cruz). Ni hoved og hals kræft cellelinjer (SCC58, SCC61, SCC35, SCC28, SQ20B, SCC9, HN5, SCC68, SCC25), venligst leveret af Dr. Ralph Weichselbaum og Dr. Mark Lingen, blev anvendt.

Statistisk Analyse

Biomarker scoring var korreleret med kliniske data til at vurdere for korrelation med resultatet. Et sæt af optimale tærskelværdier markørværdier blev bestemt ved univariat analyse for hver markør, som gav det højeste diskrimination at adskille komplet respons (CR), partielt respons (PR), stabil sygdom (SD) grupper til induktion kemoterapi og total overlevelse. Multivariat analyse var ikke muligt på grund af det lille antal stikprøver. Univariate Cox proportionel risiko modeller blev konstrueret for hver af markørerne (enkelt markør modeller) til at undersøge deres potentielle prædiktive beføjelser. Diskriminant og partition analyse blev også udført til maksimalt adskille datasættet prøver i grupper.

Statistiske udgange for p-værdi (positiv prædiktiv værdi), tilsyneladende Error Rate (AER), Modtager Operator Karakteristik (ROC) og arealet under kurven (AUC). ROC er en grafisk afbildning af følsomheden vs. (1-specificitet) til et binært klassifikator-system som sin diskrimination af ægte positive, i dette tilfælde, det er 1-specificitet (del af CR /PR kaldet SD /PD) versus følsomhed ( brøkdel af SD /PD kaldet SD /PD). AUC er et mål for, hvor godt to klasser af data adskilt under en afprøvning ordning. Sensitivitet, specificitet, positiv prædiktiv Power, Negativ Predictive Power, Relativ risiko (RR) og Odds Ratio blev beregnet i de alternative modeller.

For at vurdere sammenslutning af de biomarkør scores til den samlede patient overlevelse, tærskler for hver biomarkør blev bestemt, som skilte patienterne i to grupper. Disse tærskler blev udvalgt ved at vælge den biomarkør værdi, der genererede den minimale overlevelse kurve p-værdi, når patienter med score over tærsklen blev sammenlignet med patienter under tærsklen. Tærskler, der skabte en gruppe størrelse på mindre end 10% af alle prøver minimum blev ikke anset for pålidelige og udelukket fra analysen.

Overlevelseskurver for lav- og højrisikogrupper blev sammenlignet ved hjælp af Kaplan-Meier-modeller og p-værdi rapporteret. Derudover AER, AUC, ROC-kurve, sensitivitet, specificitet, positiv prædiktiv værdi, negativ prædiktiv værdi, og relativ risiko rapporteres.

Resultater

Væsentlige variationer af DNA reparation proteiner udtryk i flere DNA reparation veje i hoved- og halscancer

DNA reparationsveje er vigtige for det cellulære respons på kemoterapi og strålebehandling. Otte udvalgte DNA reparation proteiner i fem store DNA-reparationsveje blev evalueret ved IHC i en kohorte af 37 patienter; et IHC-farvning eksempel for hver biomarkør er vist i figur 1A. Patologer ‘scores og maskine-baseret vurdering af IHC farvning intensiteter i annoterede tumor zoner blev anvendt til at vurdere protein udtryk forskelle blandt patientprøver. Ekspression af DNA-reparation proteiner varierer mellem tumorprøver som vist grafisk i patienten fordeling for de markører (figur 1b). Subcellulære lokalisering af pMK2 varierer mellem nuklear kun, eller nukleare + cytoplasmisk lokalisering afhængigt af patientens tumor. Adskillige biomarkører såsom FANCD2 og γH2AX proteiner har en distinkt mønster i kernen indikerer aktivering af FA /Homolog rekombination (HR) eller DNA Damage Response (DDR) pathway (figur 1A) i disse HNSCC tumorer. Biomarkører i forskellige DNA reparation veje såsom XPF (NER), MLH1 (MFR), PAR (BER), FANCD2 (FA /HR), pMK2 og γH2AX (DDR) viste sig at have forskelle i nukleare eller cytoplasmatisk farvning intensitet og fordeling mellem parabasale (pb) og ikke-parabasale (ikke-pb) lag celler for visse prøver, der tyder på en variabel ekspression af disse DNA-reparation biomarkører (figur 1C). Et her viste eksempel er den nukleare farvningsmønster af NER biomarkør XPF i to repræsentative cancere ved IHC. Lav eller negativ intensitet XPF kernefarvning indikerer at NER pathway er slukket, og høj intensitet XPF-farvning indikerer, at NER pathway er på (figur 2). For at teste sammenhænge mellem patolog scoringer, maskine-styrede og billedanalyse, vi sammenlignet IHC farvede XPF, som blev analyseret af to patologer, som var blindet for tumor prøver, og maskine-baseret algoritme i denne undersøgelse (figur 2) med R2-værdi på 0,79.

A. De FFPE hele sektioner fra 37 HNSCC patientprøver blev farvet ved IHC under anvendelse af de antistoffer mod DNA reparation biomarkører (XPF, ERCC1, FANCD2, MLH1, pMK2, PAR, PARP1) i henhold til protokollen beskrevet i

Materialer og metoder

. Den farvede væv på diaset blev scannet ind i en digital patologi platform (Aperio) og billeder blev set digitalt, forstørrelse 10X. Som bemærket, subcellulær lokalisering af pMK2 er i enten Nuclear (N), eller nukleare (N) + Cytoplasmisk (C), er farvningsmønstre af pMK2 i disse cancervæv vist som indikeret, forstørrelse 20X. Nuklear foci i hoved hals kræftceller blev vist for γH2AX og FANCD2 i det nederste panel, som angivet, forstørrelse 40X. B. Eksempler på varierende biomarkør udtryk i hoved og hals kræft vævsprøver farves med XPF, FANCD2, MLH1 vises. Patient fordeling af XPF, FANCD2, MLH1 scorer er plottet. C. Forskelle i farvningen intensiteten og distribution af XPF (NER), MLH1 (MFR), PAR (BER), FANCD2 (FA /HR), pMK2 og γH2AX (DDR) i parabasale (pb) og nonparabasal (ikke-pb) lag celler fra prøver af en repræsentant HNSCC patient blev vist som angivet.

Sammenligninger er lavet mellem alternative scoring strategier for immunhistokemi med XPF for hver hoved- og halscancer patient. Maskine bistået scoring for XPF blev fastsat på grundlag af en procentdel af kerner med 1+ (svag), 2 + (medium), 3+ (høj) intensitet patolog scoringer var Intensitet (I). Korrelationskurver som vist er beregnet for lighed med en R-værdi på 0,79.

Meget variabel XPF udtryk i hoved og halscancer

I vores undersøgelse, vi bestemt specificitet XPF (SPM228) og ERCC1 (8F1) antistoffer ved IHC under anvendelse formalin fikseret, paraffinindlejrede blokke af HeLa (positiv kontrol) og XPF mangelfuld cellepellets. Andre XPF og ERCC1 antistoffer blev evalueret (data ikke vist /proprietære). SPM228 blev valgt på grund af høj grad af specificitet, og 8F1 valgt som det er den mest udbredte ERCC1 antistof. Vores Resultatet viste, at specifikke nukleare farvning med et monoklonalt antistof mod XPF (SPM228) blev detekteret i HeLa-celler men ikke i XPF deficiente celler, i modsætning, nuklear farvning af ERCC1 8F1-antistoffet blev fundet i både HeLa og XPF deficiente celler, hvilket indikerer, at denne SPM228 antistof er XPF specifikt og egnet til påvisning af XPF ved IHC, og ERCC1 8F1 genkender yderligere ikke-specifikke kerneproteiner og er ude af stand til specifikt at detektere ERCC1 med eksemplarer (figur 3A).

A. FFPE blokke af HeLa og GM08437 (XPF deficient celle) pellets blev anvendt som negative og positive kontroller, XPF (SPM228) og ERCC1 (8F1) antistoffer blev derefter anvendt på de sektioner ved immunhistokemi ifølge IHC fremgangsmåde til tumor, og nukleare farvningsmønstre af XPF og ERCC1 blev vist. B. Ni hoved- og halscancer cellelinier blev analyseret ved immunoblotting for ekspression af XPF. XPF og XPF opdeling proteiner blev detekteret ved et anti-XPF monoklonalt antistof (SPM228) med cellelinjer 5 og 6 viser lav ekspression. p-actin (Santa Cruz) blev anvendt som et protein loading kontrol. Navnene på cellelinjer er opført

Vi evaluerede XPF udtryk i både, p16 (+) og p16. (-) Prøver og ikke påvise en signifikant forskel (178 versus 165, NS).

Vi derefter målte niveauet af XPF udtryk i lysater af ni HNSCC cellelinier ved immunoblot. To bånd af XPF 110 kD og 75 kD blev fundet konsekvent, med 75 kD-båndet anerkender fuld længde XPF og det andet bånd repræsenterer et spaltningsprodukt af XPF (XPF opdeling) (figur 3B). Vi fandt også, at niveauer af ekspression af XPF dramatisk varierer blandt ni HNSCC cellelinjer (figur 3B). Et bredt dynamikområde på XPF ekspression i kohorten i vores undersøgelse er også vist i en patient fordeling plot (figur 1B). Tilsammen vores resultater viser, at niveauer af XPF ekspression detekteret af SPM228 antistof varierer betydeligt i hoved og hals cellelinjer og patientprøver, og at det monoklonale antistof SPM228 kan anvendes til specifikt at påvise XPF ekspression ved Western blot og IHC.

XPF er forbundet med respons på induktion kemoterapi for hoved- og halscancer patienter

Otte DNA reparation biomarkører farves på 37 patientprøver ved IHC blev analyseret for deres evne til at forudsige respons på induktion kemoterapi. Af de 37 HNC patienter behandlet med induktion kemoterapi i undersøgelsen, komplet respons (CR) [14] blev observeret hos 11 patienter (29,7%), 19 patienter (51,4%) opnået et partielt respons (PR), og syv patienter (18,9 %) havde en stabil sygdom (SD). Vi fandt, at lave niveauer af XPF ekspression i HNC patienter signifikant var forbundet med bedre respons på induktionskemoterapi (p = 0,02) (figur 4). Desuden er alle syv patienter, som havde SD havde høje niveauer af XPF ekspression (figur 3, tabel 1). I modsætning hertil ERCC1 detekteres af almindeligt anvendte antistof (klon 8F1) i vores kohorte sæt korrelerede ikke med respons, og andre markører, såsom PARP1, PAR, MLH1, pMK2, γH2AX, FANCD2, undlod også at korrelere (tabel 1). Vores resultater tyder på, at XPF er den foretrukne NER biomarkør til at forudsige respons på induktion kemoterapi i HNSCC patienter.

Figuren viser, at univariat analyse af XPF biomarkør scores i forhold til forskelsbehandling mellem Responder undergrupper. Det primære resultat måling var respons på induktion kemoterapi.

pMK2 korrelerer med den samlede overlevelse på chemoradiation terapi

Vi derefter evalueres sammenslutning af de DNA-reparation biomarkører til samlet overlevelse for dette kohorte af patienter. pMK2 korrelerede ikke med respons på induktion kemoterapi (tabel 1), men det korrelerede stærkt med samlede overlevelse: lav pMK2 udtryk var forbundet med bedre samlet overlevelse (p = 0,01) (Figur 5); pMK2 differentieret en undergruppe med forbedret overlevelse potentielt relateret til chemoradiation terapi, hvilket tyder på, at pMK2 kan vedrøre chemoradiation terapi. I modsætning hertil blev XPF sig ikke at korrelere med den samlede overlevelse (p = 0,08). I flere andre markører i DNA-reparation, såsom PARP1, PAR, MLH1, γH2AX, ERCC1, FANCD2, den samme analyse ikke nåede statistisk signifikans (tabel 2). er behov for yderligere undersøgelse af pMK2.

Samlet overlevelse estimeret ved bedste svar på induktion kemoterapi ved hjælp Kaplan-Meier overlevelseskurver baseret på det nukleare farvningsintensitet og kvantificering af pMK2 bestemt af patologer ‘scores som NQ (Nuclear Mængde).

diskussion

Kemoterapi inducerer DNA-skader i tumorceller. Derfor evnen til at reparere sådanne skader under anvendelse af specifikke DNA-reparationsveje er sandsynligt prædiktiv af lægemiddel følsomhed /resistens, og behandlingsresultater. Således diagnostiske DNA reparation biomarkører holde potentiale til markant at ændre diagnostiske strategier og påvirke terapeutisk beslutningstagning og planlægning behandling for patienter med hoved-halscancer. I vores undersøgelse har vi evalueret otte DNA reparation biomarkører i fem forskellige DNA reparation veje ved immunhistokemi i locoregionally-fremskreden hoved-halscancer. Betydelige variationer i flere DNA reparation veje blev observeret i HNSCC tumorer tyder på, at kliniske beslutninger kan være påvirket af en DNA-reparation biomarkør profil (figur 1, 2). Blandt alle de DNA-reparation biomarkører, som vi analyserede, XPF var den eneste bedste markør til at forudsige respons på induktion kemoterapi ved univariat analyse; lave niveauer af ekspressionen af ​​XPF til patienter med hoved- og halscancer var forbundet med bedre respons på induktion kemoterapi. Høje niveauer af XPF udtryk i patienter med hoved og hals korreleret med dårligere respons på platinbaseret kemoterapi i overensstemmelse med tidligere rapporter [38]. Derimod ERCC1 (8F1), opdaget af almindeligt anvendte antistof (klon 8F1), gjorde i vores kohorte sæt ikke korrelerer med svar, som kan vedrøre dets ringere specificitet (figur 3 og 4, tabel 1). ERCC1 (8F1) præstation var ikke tilstrækkelig i vores undersøgelse, og vi hypotesen, at den faldt specificitet kan kompenseres ved større stikprøvestørrelser som set i andre undersøgelser [18] – [20]. Endvidere er det muligt, at ERCC1 8F1 måler noget andet end ERCC1, som korrelerer med overlevelse.

Mens patientens respons på induktion kemoterapi er en potentiel indikator for god overordnet resultat, som rapporteret af flere grupper [4], [5 ], [39] – [41], samlet overlevelse forbliver klinisk mest mening. pMK2 blev fundet at korrelere signifikant (p = 0,01) med den samlede overlevelse. Da pMK2 ikke synes at forholde sig til induktion respons kan det være en potentiel markør for behandling succes for samtidig chemoradiation (figur 5, tabel 2) i overensstemmelse med prækliniske data [42].

I betragtning af den heterogenitet hoved og hals kræft, og det uløseligt forbundet netværk af seks store DNA reparation veje, det er urimeligt at forvente, at meningsfuld diagnostisk test kan stole på en enkelt, specifik markør. Som vores undersøgelse tyder på, markører for induktion og chemoradiation sandsynligvis anderledes. Endvidere erstatning af DNA-reparation i fravær af en reparationsvej af en anden pathway antyder den mulighed, at flere markører kan være nødvendigt at optimalt vurdere reaktionsevne. En sådan DNA-reparation svar signatur skal evalueres af vores gruppe, ved hjælp af en større kohorte og kan tillade en bedre vurdering af HNC heterogenitet og kompleksitet DNA reparation netværk.

Som konklusion, vores undersøgelse giver en etableret metode til måling af DNA-reparation biomarkører og andre biomarkører anvender kvantitativ immunhistokemi til at identificere og evaluere funktionelle ændringer DNA-reparation og skader signalveje som et værdifuldt redskab til personlig diagnostik. Vores resultater indikerer nytten af ​​XPF som biomarkør til at forudsige, hvilke patienter gavn af hvilke behandlinger med induktion kemoterapi. Konkret XPF viste sig overlegen i forhold til ERCC1 (8F1) test. XPF kan også have værdi til at forudsige den samlede behandling succes, som potentielt vedrører dens rolle til forudsigelse af induktion respons [25]. Desuden er vores resultater tyder på, at pMK2 er en potentiel markør for chemoradiation som det ikke korrelerer med induktion svar, men korrelerer stærkt med den samlede overlevelse. Yderligere validering af disse markører i en større kohorte af avancerede patienter med hoved- og halscancer er bydende nødvendigt, og vores observationer er stort set hypotese-dannende på dette tidspunkt, men er i overensstemmelse med anden litteratur [38]. I sidste ende, kan flere markører være nødvendigt optimalt vurdere tumor prøver, og give den mest information til behandling af læger.

Tak

Flight Attendant Medical Research Institute (FAMRI) YCSA (TYS), Cancer Research Foundation Yia (TYS), ASCO translationel professorat award (EEV). Vi vil gerne takke Dr. Brian E. Ward for hans fortsatte støtte.