PLoS ONE: Gene Expression Profiler præcist forudsige Outcome Efter leverresektion i patienter med metastatisk colorectal Cancer

Abstrakt

Formål

Formålet med denne undersøgelse var at opbygge en molekylær prognostisk model baseret på gen signaturer for patienter med helt reseceret levermetastaser fra kolorektal cancer (FRK).

Metoder

Brug af Illumina HumanHT-12 gen-chip, RNA-prøver fra levermetastaser af 96 patienter, som gennemgik R0 lever resektion blev analyseret. Patienterne blev randomiseret til en uddannelse (n = 60) og test (n = 36) sæt. De gener associeret med sygdomsspecifikke overlevelse (DSS) og lever-gentagelse-overlevelse (LRFS) blev identificeret ved Cox-regression og udvalgt til at konstruere en molekylær risiko score (MRS) ved anvendelse den overvågede hovedkomponenten metode på træningssættet. Den MRS blev derefter evalueret i den uafhængige test sæt.

Resultater

Nineteen og 115 gener blev udvalgt til at konstruere MRS for DSS og LRFS hhv. Hver MRS blev valideret i testen sæt; 3-årige DSS /LRFS satser var 42/32% og 79/80% for patienter med høje og lave MRS henholdsvis (

s

= 0,007 for DSS og p = 0,046 for LRFS). I en multivariat model styrer for en tidligere valideret score klinisk risiko (CRS), MRS forblev en væsentlig indikator for DSS (

s

= 0,001) og LRFS (

s

= 0,03). Når CRS og MRS blev kombineret, blev patienterne diskrimineret bedre med 3-årige DSS /LRFS satser på 90/89% i gruppen med lav risiko (både risikoscorer lav) vs 42/26% i højrisikogruppe (begge risikoscorer høj) henholdsvis (

s

= 0,002 /0,004 for DSS /LRFS).

Konklusion

MRS baseret på genekspression profilering har høj prognostisk værdi og er uafhængig af CRS . Dette fund giver en potentiel strategi for bedre risiko-stratificering af patienter med lever FRK

Henvisning:. Ito H, Mo Q, Qin L-X, Viale A, Maithel SK, Maker AV, et al. (2013) genekspression profiler præcist forudsige Outcome Efter leverresektion i patienter med metastatisk kolorektal cancer. PLoS ONE 8 (12): e81680. doi: 10,1371 /journal.pone.0081680

Redaktør: Noriko Gotoh, Institut for Medicinsk Videnskab, University of Tokyo, Japan

Modtaget: 11. juli, 2013; Accepteret: 15 oktober 2013; Udgivet: December 10, 2013 |

Copyright: © 2013 Ito 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:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

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

Introduktion

i løbet af de sidste to årtier, forvaltning af metastatisk kolorektal cancer (FRK) begrænset til leveren har dramatisk ændret. Forbedringer i systemisk og regional kemoterapi samt kirurgisk teknologi har gjort et stigende antal patienter til at være kandidater til resektion med helbredende hensigt. [1] Leverresektion er blevet accepteret som den mest effektive behandling for resektabel FRK isoleret til leveren med dokumenterede 5-års overlevelse på op til 58% for godt udvalgte patienter. [2] – [4] Men selv med fuldstændig resektion, de fleste patienter udvikler, gentagelse, almindeligvis i leveren rest, og en høj andel af denne gruppe dør inden for 2-3 år. [5], [6] Derfor nøjagtig risiko lagdeling er afgørende for at optimere individuel beslutningstagning i udvælgelsen af ​​kirurgi, og brug af adjuvans terapier.

Der er blevet foreslået flere prognostiske pointsystemer hjælp kliniske kriterier at stratificere risikoen af tilbagefald og cancer-relaterede dødsfald efter leverresektion for patienter med FRK. [3], [7] – [10] Men de fleste systemer er baseret på single-institutionelle data og er derfor gennemsyret med partiskhed til lokale indbringelsen mønstre, patientudvælgelse og behandlingsmetoder. Faktisk har pointsystemer klinisk risiko ikke konsekvent forudsagt resultater, når testet på tværs af institutioner [3], og har generelt ikke forudsagt resultatet godt nok til at påvirke den kliniske praksis.

Gene microarray teknologi giver omfattende analyse af genekspression profiler af tumorer , og sådanne “gen-signaturer” har potentialet til at være mere nøjagtige og konsekvente biologiske markører til forudsigelse af resultater. Undersøgelser har vist, at specifikke gen-signaturer kan blive stærke markører til at forudsige langsigtede resultater efter behandling for forskellige cancer herunder bryst- [11] – [13], lunge [14], [15], colon [12], [16], [17] og leveren. [18] Til dato er der ingen data tilgængelige om genekspressionsprofiler hos patienter med opereret FRK til leveren.

Formålet med denne undersøgelse var at vurdere genekspression profiler i opereret FRK isoleret til leveren med henblik at udvikle en mere kraftfuld og præcis prognostisk biomarkør afspejler tumor biologi til at forudsige langsigtede resultater.

Metoder

Patient prøver og RNA Extraction

Denne undersøgelse blev godkendt af Memorial Sloan-Kettering Cancer center (MSKCC) Institutional Review Board (IRB). Alle patienter forudsat skriftlige samtykke til vævsudtagningen og brug af dem til forskning formål. Fresh-frosne tumor eksemplarer af FRK i resektion lever prøver blev indhentet fra vores afdelinger vævsbank på en separat IRB godkendt vævshøst protokol. Alle arkiverede metastatiske tumorer i vævsbanken blev indsamlet på tidspunktet for kirurgi fra patienter, som gennemgik leverresektion på vores institution. Den kliniske oplysninger for tilsvarende patienter, herunder demografi, patologiske fund og scene, perioperativ terapi og opfølgende data blev opnået fra et prospektivt vedligeholdt hepatisk resektion database og suppleret med journal gennemgang.

Forfatterne tilgang til hepatisk resektion for metastatisk kolorektal cancer er tidligere blevet beskrevet. [2], [6], [8] Generelt patienter blev forelagt drift, når en terapeutisk fordel blev anset sandsynligt og behandling af alle sygdomme var teknisk muligt. Præoperativ billedbehandling inkluderet kontrast-forstærket computertomografi af brystet, maven og bækken med yderligere billedbehandling udføres skøn den behandlende læge. Koloskopi blev udført inden for 1 år af leverresektion. Beslutninger om brug af hepatisk arteriel infusion (HAI), adjuvans og /eller neo-adjuverende systemisk kemoterapi blev foretaget på individuel basis i forbindelse med høring af medicinske onkologer. [19] Patienterne blev fulgt med regelmæssige kliniske vurderinger, serum CEA niveauer og CT-scanninger af brystet /maven /bækkenet.

Vores enhed har tidligere udgivet en klinisk risiko score (CRS) ved hjælp af præoperative variabler i et forsøg på at stratificere patienter i form af overlevelse efter hepatisk resektion for FRK. [8] De faktorer, der omfatter CRS omfatter en) lymfeknude status af den primære tumor, 2) sygdom interval ( 12 måneder eller ≥ 12 måneder), 3) serum CEA-niveau forud for leverresektion ( 200 ng /ml eller ≤200 ng /ml), 4) antal levertumorer (1 eller 1) og 5) tumorstørrelse (≤5 cm eller 5 cm). Patienterne får 1 point for hver negativ faktor, og CRS repræsenterer summen. Patienterne blev derefter opdelt i to grupper:. Høj risiko (CRS≥3) og lav risiko (CRS 3)

Undersøgelsen endepunkter var sygdomsspecifikke overlevelse (DSS), samlet gentagelse overlevelse (RFS) og lever gentagelse overlevelse (LRFS). DSS blev målt fra tidspunktet for leverresektion til døden eller sidste opfølgning. RFS og LRFS blev målt fra tidspunktet for leverresektion til det tidspunkt, hvor 1

st tilbagefald og lever tilbagefald blev registreret henholdsvis.

Fra januar 2000 til august 2007 i alt 446 prøver fra patienter, som undergik leverresektion for FRK blev indløst. Patienter med extrahepatisk metastase, dem, der gennemgik en margen positiv resektion, dem med manglende CRS score data og dem uden passende opfølgning blev udelukket. Efter disse udelukkelser blev frosne snit af 307 OLT indlejrede prøver evalueres. Efter histologisk verifikation under hematoxylin og eosin-farvning, 187 af dem viste sig at have mindst 70% levedygtige tumorceller. Disse frosne vævsprøver blev macrodissected fra det valgte område OLT blok og RNA blev ekstraheret under anvendelse af TRIzol-reagens (Invitrogen, Carlsbad, CA) som anbefalet af producenten. RNA kvaliteten af ​​disse 187 prøver blev derefter analyseret med en 2100 Bioanalyzer (Agilent Technology, Palo Alto, CA), og 96 af dem viste sig at være optimal kvalitet for microarray analyse med RNA integritet nummer (RNI) ≥7.

microarray analyse

Ekstraherede samlet RNA blev revers-transkriberet ved en tidligere offentliggjort metode [20], og den resulterende gratis DNA template blev påført på genekspression analyse. Target cDNA’er blev hybridiseret til Illumina HumanHT-12 Gene Chip indeholdende i alt 47,231 kommenterede gen probesæt (Illumina, San Diego, CA). Arrays blev scannet ved anvendelse af standard Ilumina protokoller og scannere. Microarray data er tilgængelige i ArrayExpress databasen (www.ebi.ac.uk/arrayexpress) under tiltrædelsen nummer E-mtab-1951. Udtrykket rå data blev analyseret ved hjælp af R statistisk software, som er tilgængelig på internettet på https://cran.r-project.org/.

statistiske metoder

Patienterne blev randomiseret til uddannelse og afprøvning sæt i et 02:01 forhold. Dataene fra træningssættet kohorten blev brugt til at vælge prognostiske gener og til at konstruere molekylær risikoscorer (MRS), og data fra test sæt kohorten blev brugt til validering.

De microarray data blev log2 transformeret og fraktil normaliseret. [21] overvåget hovedkomponenter metode blev anvendt til at identificere prognostiske gen signaturer som tidligere beskrevet. [22] Kort sagt, det første de univariate regressionskoefficienter for hvert gen forbundet med specifikke resultater (DSS, RFS, eller LRFS) i de træningsdata blev beregnet ved hjælp af Cox proportional hazard model [23]. For det andet, de gener, signifikant associeret med resultatet (

s

0,001) blev rangeret i den rækkefølge, de regression koefficient og de øverste gener med koefficienten om tærskelværdien blev udvalgt som “princippet komponent”. Tærskelværdien blev anslået og bestemt under anvendelse krydsvalidering. For det tredje blev den første principale komponent, der anvendes til at skabe de MRS, der blev defineret som den lineære kombination af vægtede udtryk signaler med den standardiserede Cox regression koefficient som vægten.

Patienterne i træningssættet kohorten blev klassificeret i en høj og lav risiko gruppen baseret på medianværdien af ​​MRS. Medianen MRS blev valgt som grænsen for at eliminere effekten af ​​ekstreme værdier i træningssættet og få lige mange patienter i de høje og lave risikogrupper. Overlevelse sandsynligheder blev estimeret ved anvendelse af fremgangsmåden Kaplan og Meier [24] og sammenlignet ved hjælp af log-rank test. Notatet, selv om vi har forsøgt at konstruere en MRS for DSS, RFS og LRFS, vi kunne ikke beregne en tilstrækkeligt prognostisk MRS for RFS. Derfor er den præsenterede analyse fokuseret på DSS og LRFS.

Som nogle patienter med FRK døde af ekstra-hepatisk tilbagefald, hvis liver tilbagefald og kræft-specifikke død kan konkurrere med hinanden. For at evaluere effekten af ​​kræft død uden liver tilbagefald på genanalyse for leverspecifik tilbagefald, gener associeret med lever-recidiv blev vurderet ved to analysemetoder; konkurrerende risikoanalyse, hvor kræft-specifikke død blev betragtet som konkurrerende risiko og Cox-regressionsanalyse, hvor den blev betragtet som censur. [25].

Til validering af MRS modeller vi vurderede diskrimination af DSS og LRFS af MRS, når den anvendes på prøve indstillede kohorte. Den MRS og grænseværdien stammer fra træningssættet kohorte blev ikke re-estimeres, men anvendes direkte på prøve sæt. Diskrimination blev kvantificeret ved hjælp konkordansen-indekset. [26] Konkordanstabellerne indeks går fra 0 til 1, med en værdi på 1 angiver, at modellen perfekt skelner mellem patienter med højere og lavere risiko for død (eller igen), og en værdi på 0,5 indikerer, at den prædiktive evne i modellen er ikke bedre end chance alene. Den statistiske forhold mellem MRS og CRS blev vurderet ved hjælp af multivariat Cox-regressionsanalyse. Figur 1 skitserer den eksperimentelle strømmen af ​​undersøgelsen.

Ninety-seks prøver blev udvalgt fra vores afdelinger væv bank. Patienterne blev randomiseret til sættet og test træning fastsat af 2:01. Den molekylære point er bygget på grundlag af data i træningssættet kohorten og valideret ved hjælp af data i testen sæt kohorte.

Sammenligning af kategoriske variable blev udført ved hjælp af Fisher eksakt test, og kontinuerlige variabler blev præsenteret som middelværdier ± standardafvigelse (SE), medmindre andet er angivet, og sammenlignet ved hjælp af en to-stikprøve

t

-test. En 2-sidet

s Drømmeholdet værdi. 0,05 blev betragtet som signifikant

Resultater

Patient Demografi og Klinisk Risk Score (CRS)

Af de 96 patienter inkluderet i studiet, 37 (39%) havde en CRS ≥3. Sixty-ni patienter (72%) fået kemoterapi før leverresektion og 79 (82%) modtog adjuverende kemoterapi (45 systemisk kemoterapi alene, 34 kombination af systemisk og regional kemoterapi ved hjælp HAI). Median opfølgning var 30 måneder (interval, 2-108 måneder) for alle patienter og 39 måneder (interval, 2-108 måneder) for overlevende. I løbet af forsøgsperioden, 66 patienter (69%) udviklede en gentagelse og 45 (47%) udviklede lever gentagelse. Leveren var 1

st site af tilbagefald til 29 patienter, mens ekstrahepatiske steder var det første websted for tilbagefald i 37 patienter. Tredive-ni patienter (41%) døde af kræft, 33 af dem (85%) døde med dokumenteret gentagelse i rest leveren. De patientdemografi, tumor egenskaber, score klinisk risiko, type af adjuverende kemoterapi og begivenheder rentesikringsaftaler (kræft død, samlede tilbagefald eller lever tilbagefald i undersøgelsesperioden) ikke signifikant forskellig mellem patienterne i uddannelse og test sæt (tabel 1).

Udvalg af gener associeret med DSS /LRFS og konstruktion af Molekylær Risk score (MRS)

Vi analyserede først de genekspression data fra patienter i træningssættet udnytte den overvågede princip komponent metode. Nitten og 115 gentranskripter blev udvalgt som prognostisk relevant for DSS og LRFS hhv. Tolv ud af 19 gener (65%) for DSS blev også udvalgt blandt generne for LRFS. Listerne over gener er anført i tabel S1. Vi var ikke i stand til at vælge gener og beregne et nyttigt molekylært signatur for den samlede recidiv (data ikke vist). Da liver tilbagefald og kræft død er potentielt konkurrerende endpoints, vi evaluerede gener associeret med lever-specifik tilbagefald under anvendelse af to forskellige analyser; konkurrerende risikoanalyse og Cox-regressionsanalyse. Som vist i figur 2, de to sæt

s

-værdier for hvert gen beregnes ved disse to metoder var meget ens (Peason korrelationskoefficienten [CC] = 0,97). Dette fund viste, at konkurrerende effekt af kræft død uden lever gentagelse af genet analyse for LRFS var ubetydelig, og derfor vi beregnet MRS for LRFS baseret på den samme analyse anvendes til at beregne MRS for DSS.

Hver prik repræsenterer

s

-værdier for gen i begge analyser.

MRS s blev derefter beregnet, og patienterne blev klassificeret som høj eller lav risiko for kræft død og lever gentagelse hhv. Blandt de 60 patienter i træningssættet, patienter i højrisikogruppen havde en signifikant kortere DSS og LRFS sammenlignet med dem i gruppen med lav risiko (DSS: median 44 måneder vs ikke nået, og 3-årige DSS satser, 52% vs. 90%,

s

0,001, LRFS: median 12 måneder vs ikke nået, og 3-årige LRFS priser, 23% vs 86%,

s

0,001, figur 3A) .

A. Kaplan-Meier estimater af DSS (venstre panel) og LRFS (højre panel) for patienterne i høj-risiko og lav risiko grupper blandt træningssættet kohorte (N = 60) B. Kaplan-Meier estimater af DSS (venstre panel) og LRFS (højre panel) for patienterne i høj-risiko og lav risiko grupper blandt testsættet kohorte; Notatet til tærskelværdierne diskriminere høj risiko og lav risiko gruppe var de samme som anvendes i analysen for træningssættet kohorte.

Validering af MRS Brug Independent Test Kohorte

En uafhængig test sæt patienter blev det validere resultaterne af MRS som prognostisk markør for kræft død og lever gentagelse. De sammenslutninger af klinisk-patologiske variable med høj- og lavrisiko-signaturer i både uddannelse og test sæt er sammenfattet i tabel 2. Der var ingen sammenhæng mellem MRS, CRS, brug af kemoterapi før eller efter leverresektion eller regional kemoterapi ved hjælp HAI, bortset fra en statistisk borderline korrelation mellem MRS og CRS for LRFS (

s

= 0,054). Patienter i den test, der med en høj MRS havde kortere DSS og LRFS i forhold til dem i gruppen med lav risiko (DSS: median, 28 måneder vs ikke nået, og 3-årige DSS priser, 42% vs. 79%,

s

= 0,007, LRFS: median, 19 måneder vs ikke nået, og 3-årige LDFS priser, 32% vs. 80%,

s

= 0,046 henholdsvis figur 3B)

konkordansen indekser i den MRS som en kontinuerlig variabel for DSS og LRFS i analysen af ​​testen sæt kohorte var 0,71 og 0,70, mens de af CRS for DSS og LRFS var 0,65 og 0,66. Den MRSS klaret sig bedre i diskriminerende patienter med høj og lav risiko for både DSS og LRFS forhold til CRS. Desuden i multivariat Cox-regressionsanalyse herunder både MRS og CRS, MRS forblev en selvstændig og væsentlig indikator for DSS og LRFS, hvilket indikerer, at MRS givet yderligere prognostisk information over CRS. (Tabel 3).

Kombination af MRS og CRS Udgør et bedre Prognostisk Marker

Siden MRS viste sig at give yderligere prognostisk information til DSS og LRFS, uafhængigt af CRS, vi evaluerede hvor godt kombinationen af ​​disse to scoringer diskrimineret resultater. Vi delte patienterne, baseret på CRS og MRS, i tre grupper: høj risiko (CRS og MRS både høj), lav risiko (CRS og MRS både lav), og mellemliggende risiko, (dem, der ikke passer ind i disse to grupper) . Baseret på denne lagdeling, blev overlevelseskurverne for DSS og LRFS for disse tre grupper klart adskilt i analyserne af både træning og test årgange. For uddannelse kohorte patienter (N = 60), de 3-årige DSS /LRFS satser var 91/85% i gruppen med lav risiko, mens de var 81/60% og 29/13% i gruppen mellemliggende og høj risiko, henholdsvis (

s

0,001 for DSS og

s

0,001 for LRFS). For test kohorte patienter (N = 36), de 3-årige DSS /LRFS satser var 90/89% i gruppen med lav risiko, mens de var 51/42% og 42/26% i gruppen mellemliggende og høj risiko, henholdsvis (

s

= 0,002 for DDS og

s

= 0,004 for LRFS). Når den samme risiko lagdeling Ordningen blev anvendt på hele kohorten, patienter i gruppen med lav risiko havde signifikant længere DSS og LRFS sammenlignet med dem i den mellemliggende risiko og højrisikogrupper: DSS; median, ikke nået vs 60 måneder vs 28 måneder og 3-års DSS sats, 90% vs. 70% vs. 34% (

s

0,001), LRFS; median NR vs 40 måneder vs 7 måneder og 3-årige LRFS satser, 86% vs. 54% vs. 10% (

s

0,001) for patienter i høje, mellemliggende og lav risikogrupper, (figur 4).

A. Kaplan-Meier estimater af DSS (venstre panel) og LRFS (højre panel) for patienter i de høje, mellemliggende, og lav risikogrupper blandt træningssættet kohorte (N = 60) B. Kaplan-Meier estimater af DSS (venstre panel) og LRFS (højre panel) for patienter i høj, mellem og lav risiko gruppe blandt testsættet kohorte (N = 36) C. Kaplan-Meier estimater af DSS (venstre panel) og LRFS (højre panel) for patienter i den høje , mellemliggende og super-lav risiko gruppe blandt hele kohorten (N = 96).

diskussion

Selvom ensartet klassificeret som Stage IV sygdom ved traditionel TNM mellemstationer, hepatisk FRK er en heterogen sygdom med variabel respons på behandlingen og variable resultater langsigtede. Efter fuldstændig resektion, 10 år helbrede satser er ca. 20%, dog 20 til 30% af patienterne dør af deres sygdom inden for 2 år. [2], [27] Selvom flere risici lagdeling ordninger baseret på klinisk-patologiske faktorer er blevet udviklet, har ingen været i stand til risikopatienter-stratificere tilstrækkeligt nok til at vejlede behandlingen beslutninger og de fleste er ikke i overensstemmelse, når det afprøves på tværs af forskellige institutioner. [3] Desuden forudsigelse af tilbagefald mønstre har været dårlig, og denne evne kan have betydelige konsekvenser for adjuverende terapi strategier. Det er klart, at vi har brug for bedre prognostiske værktøjer, der kan påvirke behandlingen beslutninger.

I den foreliggende undersøgelse undersøgte vi de globale genekspression profiler af hepatisk FRK i patienter, som gennemgik en potentiel kurativ leverresektion og bygget MRSS at forudsige langsigtede resultater efter operationen. Den MRSS blev valideret til at være i stand til selvstændigt at forudsige DSS og LRFS. Vigtigere er det, denne prognostiske evne var uafhængig af vores bedste kliniske forudsigelse, CRS. Når MRS blev anvendt i kombination med CRS, var vi i stand til at identificere undergrupper af patienter med ekstremt høj og lav risiko for liver tilbagefald og død. Vores resultater indikerer et stort potentiale for gen-signaturer som en guide til personlig terapi til patienter med potentielt resektabel lever FRK.

En af de store udfordringer i at anvende kliniske mellemstationer ordninger for resektable hepatisk FRK er en stor og voksende klinisk heterogenitet eftersom ny og mere effektiv kemoterapi er blevet udviklet. Nylig øget brug af effektiv kemoterapi har udvidet indikation for kirurgisk terapi og gjort flere patienter potentielt berettigede til resektion. Som et resultat, har den yderligere heterogenitet behandling baggrunde tilføjet til kompleksiteten af ​​denne patientpopulation yderligere at begrænse den brede anvendelighed og prognostisk magt klinisk-patologiske variabler. Azye et al for nylig viste en signifikant forskel i forudsigelseskraft af flere kliniske risiko pointsystemer for patienter med FRK der gjorde og ikke modtog kemoterapi før leverresektion. Endvidere i de patienter, som fik kemoterapi før resektion de kliniske risiko pointsystemer var mere præcis, når der måles efter respons på behandlingen blev tegnede sig for. [28] Denne observation understreger yderligere begrænsninger af kliniske mellemstationer ordninger i den nuværende æra.

På trods af at 75% af vores patienter modtaget forskellige kemoterapi som adjuvans eller neoadjuvansterapi blev CRS vist at være en rimelig præcis indikator for kræft død og lever recidiv (konkordans indeks 0,65 og 0,66, henholdsvis). Dette fund er i overensstemmelse med tidligere rapporterede resultater fra vores institution. [2], [6], [8] Den CRS er ufuldkommen til klinisk anvendelse som en guide at individualisere terapi til patienter med resektabel hepatisk FRK. For det første er den prædiktive evne til CRS ikke konsekvent forudsige resultater i lignende patientgrupper i forskellige institutioner. For eksempel, Zakaria et al rapporterede en meget lavere konkordans indeks (0,56) for vores CRS, når det blev anvendt på deres kohorte af patienter på Mayo Clinic. [3] For det andet og vigtigere, er forskellen i resultaterne for patienter med høj og lav CRS er ikke stor nok til at påvirke den kliniske forvaltning. For eksempel er den mediane overlevelse af patienter med en høj CRS i denne undersøgelse var 38 måneder, hvilket gør det vanskeligt at anbefale mod resektion for disse patienter. Derfor er vores mål var at identificere en genetisk biomarkør, der kunne identificere patienter med sådanne gunstige eller dårlige resultater, kliniske beslutninger kunne ydede undgår forgæves kirurgi eller udføre kirurgi hos patienter med tilsyneladende dårlige kliniske karakteristika.

Global genekspression profilering i FRK vil sandsynligvis give større indsigt i den underliggende biologi og klinisk opførsel af specifikke patienter. Det synes også sandsynligt, at denne genetiske profiler i sidste ende vil give prognostiske signaturer, der kan diktere specifikke behandlingsregimer baseret på overlegen resultat forudsigelse. Det er ikke overraskende, at vores MRS, baseret på gen-profilering, var en stærk og uafhængig prognostisk værktøj til kræft-relaterede dødsfald og gentagelse mønstre. En kritisk vigtige fund i denne undersøgelse var, at der var en betydelig forskel i risiko-stratificering efter CRS og MRS og at disse prognostiske scoringer blev uafhængigt prædiktiv baseret på en multivariat analyse. For eksempel blandt de patienter, der er klassificeret som høj risiko for kræft død af MRS, mere end halvdelen (53%) af dem blev klassificeret som lav risiko ved CRS ( 3). Dette fund tyder på, at kombinere kliniske og molekylære prognostiske værktøjer kan være den mest effektive metode til at forudsige udfaldet og påvirker behandlinger beslutninger for patienter med resektabel hepatisk FRK.

Ud over kræft-specifikke død, samlet og lever gentagelse blev valgt som et af endepunkterne af behandlingssvigt i den aktuelle undersøgelse. Ingen præcis indikator for overordnede RFS kunne bestemmes. Selvom grunden et gen signatur ikke være forbundet med overordnede gentagelse er ikke klart, er en mulig forklaring er unøjagtighed i diagnose af ekstrahepatisk tilbagefald, især i lymfeknuderne. Tsunoda et al. rapporterede kun 75% af nøjagtighed i diagnosen lymfeknudemetastase af colorektal cancer ved PET /CT. [29] Det skal bemærkes, at i denne undersøgelse blev gentagelse defineret baseret på billeddannende undersøgelser og histologisk bekræftelse blev ikke nødvendigt opnået. Selvom HAI kemoterapi er velkendt for at reducere leveren tilbagefald efter hepatektomi for FRK [19], [30], det har ikke været alment accepteret på grund af vanskeligheden ved indgivelse denne terapi og bekymringer over biliær toksicitet. [31] Præcis forudsigelse af lever-specifik gentagelse ville være nyttigt at vælge patienter med størst sandsynlighed vil få gavn af adjuverende regionale behandlingsformer såsom HAI kemoterapi. I denne undersøgelse en tredjedel af vores patienter fik HAI kemoterapi som adjuverende terapi. Men den del af patienter, som fik HAI kemoterapi var ikke højere i gruppen med en høj MRS for leveren tilbagefald end i en med en lav MRS. Som det var tilfældet for DSS, CRS og MRS var uafhængige af hinanden i deres evne til at forudsige lever tilbagefald og var stærk i kombination forudsige denne begivenhed.

MRS giver yderligere prognostiske oplysninger over CRS og kombinationen af disse to forbedrer risiko lagdeling efter leverresektion. Blandt hele kohorten, 90% af de patienter, der er klassificeret som høj risiko ved både CRS og MRS udviklede lever gentagelse og mere end 65% døde inden for 3 år, mens mere end 85% af dem, der er klassificeret lav risiko både CRS og MRS var leveren gentagelse fri og 90% var i live efter 3 år. Identifikation og yderligere validering af sådanne høje og lave risikogrupper kan føre til overvejelse af individualiseret behandling til disse patienter. For eksempel kunne ikke-operative metoder overvejes til patienter med høj risiko for tidlig død og adjuverende regionale strategier såsom HAI kemoterapi kan overvejes til patienter med høj risiko for liver tilbagefald. Omvendt kan patienter med en lav risiko for fiasko anses for kirurgi alene uden yderligere kemoterapi. Fremadrettet evaluering af anvendelsen af ​​sådanne magtfulde prognostiske data om valg af patienter til nye terapeutiske metoder er berettiget.

De gener, der udgør de risikofaktorer scoringer blev udvalgt i et rent statistisk måde fra puljen af ​​gener i array og en mekanistisk rolle i kolorektal cancer progression er ikke defineret for mange. Men nogle af de udvalgte gener er blevet vist, at spille en vigtig rolle i cancer biologi. For eksempel,

FGFBP1

(fibroblast vækstfaktor bindende protein 1) blev identificeret som en af ​​de gener med den største effekt på både DSS og LRFS. Dette gen er vist at spille en kritisk rolle i at fremme tumor angiogenese i forskellige cancerformer, herunder colorectal. [32] En anden prædiktiv genet identificeret i denne undersøgelse var

BAG3

(BCL-2 associeret athanogene 3), som vides at have anti-apoptotiske virkninger i cancerceller og forbedre modstandsdygtighed over for kemoterapi. [33] Listen over prædiktive gener vi har identificeret, kan også give indsigt og retning i studiet af biologi resektable metastatisk kolorektal cancer til leveren, samt give potentielle nye mål for terapeutisk udvikling. På den anden side er det vigtigt at bemærke, at denne undersøgelse ikke er designet til at udforske relaterede biologiske veje, og at udtrykket signaturer ikke omfatter alle relevante genetiske begivenheder at forklare underliggende tumor biologi.

Begrænsninger i den nuværende undersøgelse omfatter dens tilbagevirkende kraft, selektionsbias af tumor prøver og begrænsede stikprøvestørrelse. På grund af de tekniske begrænsninger ved det Illumina genet chip, kunne kun patienter med krænges frosset væv medtages. Derudover blev nogle af vævsprøver med dårlig kvalitet RNA udelukket for at få præcise data. Faktisk blev 31% af vores patienter udelukket fra denne undersøgelse, fordi tumoren ikke indeholdt tilstrækkeligt levedygtige celler på screening histologisk undersøgelse. Desuden tumorer med et radiologisk komplet respons på kemoterapi var ikke i vores tumor bank. Derfor prospektiv evaluering af MRS ved anvendelse af væv opnået før neoadjuverende kemoterapi er en vigtig overvejelse. Heldigvis nyere teknologi, der tillader genomisk profilering af delvist nedbrudte prøver, såsom formalin-fikseret væv [18], [34] udvikles og anvendes. Desuden udførelsen af ​​de nuværende hybridisering-baserede array-teknologi fortsætter med at forbedre, mens omkostningerne falde [33], [34]. Den genetiske heterogenitet af flere metastatiske tumorer kan være en anden begrænsning i denne undersøgelse. Størstedelen af ​​patienterne havde mangfoldige tumorer men kun én tumor per patient blev analyseret. To studier, der evaluerer genekspressionsprofilerne både af primær colorektal cancer og tilsvarende hepatisk metastase har vist bemærkelsesværdigt lignende genekspressionsprofiler mellem de primære og metastatiske tumorer. [35], [36] I betragtning af ligheden i gen-profil mellem primære og metastatatic tumorer er det sandsynligt, at genekspressionen af ​​multiple levermetastaser i en enkelt patient er ens.