王月嬌 史學森 白雪峰
[摘要] 目的 探討結直腸癌中CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1的表達情況,并分析其相關性及臨床病理學意義。 方法 收集2019年1—12月包頭市腫瘤醫(yī)院手術切除的結直腸癌腫物及癌旁5 cm、10 cm石蠟組織標本各41例,免疫組化法檢測CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1的表達水平,Sanger測序法檢測微衛(wèi)星不穩(wěn)定性。 結果 結直腸癌癌組織CD4+T細胞表達陽性的細胞數為108.8個,高于癌旁5 cm的73.8個及癌旁10 cm的38.0個,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);癌組織CD8+T細胞表達陽性的細胞數為63.8個,高于癌旁5 cm的33.8個及癌旁10 cm的22.4個,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);癌組織PD-L1表達陽性的細胞數為18.0個,高于癌旁5 cm的3.2個及癌旁10 cm的1.2個,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。神經侵犯、脈管癌栓與結直腸癌癌組織CD4+T細胞表達相關,MSI、淋巴結轉移、脈管癌栓與CD8+T細胞表達有關,MSI、淋巴結轉移、神經侵犯、脈管癌栓與PD-L1的表達均無關。PD-L1和CD8+T細胞的表達呈低度正相關(r=0.350,P<0.05),PD-L1與CD4+T細胞表達無相關性(r=0.138,P>0.05)。 結論 CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1在癌組織高表達,CD8+T與CD4+T細胞兩者的高表達可作為預后良好的輔助判斷指標,PD-L1與CD8+T細胞表達呈正相關。
[關鍵詞] 結直腸癌;CD4+T細胞;CD8+T細胞;PD-L1;微衛(wèi)星不穩(wěn)定性
[中圖分類號] R735.35? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701(2021)09-0152-04
The expression and significance of CD4+T, CD8+T cell and PD-L1 in colorectal cancer
WANG Yuejiao1? ?SHI Xuesen2? ?BAI Xuefeng3
1.Graduate School of Baotou Medical College, Baotou? 014040, China; 2.Baotou Center for Disease Control and Prevention in Inner Mongolla Autonomous Region, Baotou? 014030, China; 3.Department of Pathology, Baotou Cancer Hospital in Inner Mongolla Autonomous Region, Baotou? 014030, China
[Abstract] Objective To investigate the expression of CD4+T cells, CD8+T cells and PD-L1 in colorectal cancer, and to analyze their correlation and clinicopathological significance. Methods 41 cases of colorectal cancer tumors and paraffin tissue specimens 5 cm and 10 cm adjacent to the cancer were collected from Baotou Cancer Hospital from January to December 2019. The expression levels of CD4+T, CD8+T cells and PD-L1 were detected by immunohistochemistry, and the microsatellite instability was detected by sanger sequencing method. Results The number of CD4+T cells in colorectal cancer tissues was 108.8, which was higher than 73.8 cells in 5 cm adjacent to cancer and 38.0 cells in 10 cm adjacent to cancer, and the difference was statistically significant(P<0.05). The number of CD8+ T cells in cancer tissue was 63.8, which was higher than 33.8 in 5 cm and 22.4 in 10 cm adjacent to cancer(P<0.05); The number of PD-L1 positive cells in cancer tissue was 18.0, which was higher than 3.2 in 5 cm and 1.2 in 10 cm adjacent to cancer(P<0.05). MSI, lymph node metastasis and vascular tumor thrombus were related to the expression of CD8+T cells. MSI, lymph node metastasis, nerve invasion and vascular tumor thrombus were not related to the expression of PD-L1. There was a low positive correlation between the expression of PD-L1 and CD8+T cells(r=0.350, P<0.05), but no correlation between the expression of PD-L1 and CD4+T cells(r=0.138, P>0.05). Conclusion CD4+T cells, CD8+T cells, and PD-L1 are highly expressed in cancer tissues. The high expression of CD8+T cells and CD4+T cells can be used as auxiliary indicators for a good prognosis. The expression of PD-L1 is positively related to CD8+T cells.
[Key words] Colorectal cancer; CD4+T cells; CD8+T cells; PD-L1; Microsatellite instability
結直腸癌(Colorectal cancer,CRC)是一種常見的胃腸道惡性腫瘤,其發(fā)病率在所有惡性腫瘤中位居第三位[1]。近年來CRC的死亡率明顯上升,因此深入研究并尋找新的治療策略意義重大。腫瘤浸潤淋巴細胞(Tumor infiltrating lymphocytes,TIL)是腫瘤細胞免疫的重要組分,CD8+T細胞是主要的抗腫瘤效應細胞,CD4+T細胞則促進其活化增殖,二者協(xié)同可對抗腫瘤。程序性死亡因子-1(Programmmed death-1,PD-1)/程序性死亡因子配體-1(Programmmed death ligand-1,PD-L1)屬負性刺激分子,可誘導T細胞衰竭,促進腫瘤進展[2]。目前PD-L1的抗體阻斷治療已在微衛(wèi)星不穩(wěn)定(Microsatellite instability,MSI)型CRC中取得較為可觀的療效。但前期研究中PD-L1與CD4+T細胞、CD8+T細胞的關系分析卻少有報道。本研究旨在檢測CRC癌組織和癌旁組織中CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1的表達水平,并分析其相關性及意義,為CRC的預后判斷及免疫治療提供理論依據,現(xiàn)報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
收集2019年1—12月包頭市腫瘤醫(yī)院手術切除的CRC腫物及癌旁5 cm、10 cm石蠟組織標本各41例,均為首次切除,且無結直腸免疫相關病史,術前亦未行放化療或生物免疫治療。其中男34例,女7例,年齡46~79歲,平均(62.63±8.47)歲;結腸癌21例,直腸癌20例;脈管癌栓陽性19例,陰性22例;神經侵犯陽性17例,陰性24例;淋巴結轉移陽性19例,陰性22例;MSI陽性7例,陰性34例。年齡、性別、腫瘤部位、脈管癌栓、神經侵犯、淋巴結轉移資料從原病歷中獲取。本研究已通過包頭市腫瘤醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準,并簽署知情同意書。
1.2 試劑
CD4兔單克隆抗體(克隆號SP35)、CD8兔單克隆抗體(克隆號SP16)、PD-L1兔單克隆抗體(克隆號MXR003)、免疫組化S-P法檢測試劑盒、DAB試劑盒均購自福建邁新生物工程有限公司;石蠟包埋組織DNA提取試劑盒購自北京天根生化科技有限公司;MSI基因檢測試劑盒購自北京鑫諾美迪基因檢測技術有限公司。
1.3 方法
1.3.1 免疫組化法檢測CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1 以切片的方式處理石蠟包埋組織,獲得4.0 μm厚度的薄片,在載玻片上粘附后,置于65℃環(huán)境下持續(xù)2 h烘烤,再進行脫蠟,0.01 M EDTA(pH=9.0)高壓修復2.5 min,自然冷卻后,滴加0.3%的H2O2 10 min,一抗37℃孵育1 h,二抗室溫孵育20 min,DAB顯色,蘇木精復染,再經分色、返藍、脫水、透明后封片,讀片觀察結果。
1.3.2 Sanger法檢測MSI? 將石蠟包埋組織切片置于1.5 mL無菌離心管中,提取基因組DNA,并檢測濃度,然后稀釋后進行Sanger法測序,分析結果。
1.4 結果判讀
1.4.1 免疫組化結果判定標準? 采用病理切片掃描儀掃描切片,NDP.View2軟件觀察,于低倍視野下選取5個陽性細胞數最多的區(qū)域,然后將視野放大30倍,計陽性細胞數,取平均值。當細胞膜被染成棕色時,CD4+T細胞、CD8+T細胞為陽性,細胞膜與細胞質或是兩者之一呈現(xiàn)棕黃色時,PD-L1為陽性[3-4]。
1.4.2 判定MSI的標準? 微衛(wèi)星不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生在兩個或多個微衛(wèi)星DNA標記位點上,稱為MSI(+),只發(fā)生在一個或更少的位點上稱為MSI(-)。
1.5 統(tǒng)計學方法
采用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件分析數據,其中PD-L1在癌旁5 cm和10 cm處的表達數據不呈正態(tài)分布,CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1的表達數據均顯示方差不齊,因此三者表達及比較均選擇非參數Kruskal-Wallis法,通過Bonferroni對組間兩兩比較進行校正,采用[M(Q1,Q3)]進行描述。相關性分析采用Pearson相關分析法。癌組織中三種標志物表達量與病理參數關系的分析采用二元Logistic回歸分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結果
2.1 CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1在CRC癌組織、癌旁5 cm和10 cm的表達水平比較
CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1在CRC癌組織和癌旁組織中均有表達。CD4+T細胞在癌組織中的表達水平高于癌旁組織,在癌旁5 cm的表達水平高于癌旁10 cm,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。CD8+T細胞和PD-L1在癌組織中的表達水平高于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),而其在癌旁5 cm和癌旁10 cm的表達比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
2.2 CRC癌組織CD4+、CD8+T細胞和PD-L1的表達與脈管癌栓、神經侵犯、淋巴結轉移及MSI的二元Logistic回歸分析
CD4+T細胞在CRC癌組織中的表達與脈管癌栓和神經侵犯相關(P<0.05),與淋巴結轉移和MSI無關(P>0.05)。CD8+T細胞的表達與脈管癌栓、淋巴結轉移和MSI相關(P<0.05),與神經侵犯無關(P>0.05)。PD-L1的表達與脈管癌栓、神經侵犯、淋巴結轉移和MSI均無關(P>0.05)。
2.3 CRC癌組織內CD8+T細胞與CD4+T細胞兩者和PD-L1表達間的相關性分析
通過Pearson分析發(fā)現(xiàn),CRC癌組織內PD-L1與CD8+T細胞的表達呈低度正相關(r=0.350,P=0.025),與CD4+T細胞無相關性(r=0.138,P=0.390)。
3 討論
TIL在腫瘤的發(fā)生及惡性進展中發(fā)揮了重要作用。在腫瘤發(fā)生初期,免疫系統(tǒng)可檢測并清除已發(fā)生的腫瘤細胞,此為免疫清除階段。該階段既可使腫瘤細胞完全被清除,也可僅清除部分腫瘤細胞。在部分清除情況下,幸存的腫瘤細胞變體與宿主免疫系統(tǒng)將進入一種動態(tài)平衡。在平衡階段,免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞施加一種強有力的選擇性壓力,足以抑制但不能完全殺滅許多遺傳不穩(wěn)定且快速變異的癌細胞。在此選擇期間,原腫瘤細胞的很多逃逸變種被破壞,出現(xiàn)新的變種,攜帶不同的突變基因,使它們的抗免疫攻擊能力增強??傊?,免疫系統(tǒng)未能完全清除腫瘤,卻篩選出能抵抗免疫應答的腫瘤細胞,導致逃逸階段的出現(xiàn)[5]。在癌癥等慢性炎癥部位T細胞長期激活會發(fā)生衰竭,衰竭的T細胞高水平表達受體PD-1。PD-L1與PD-1兩者結合會在T細胞受體周圍引起一系列的負性調節(jié)作用,有效防止T細胞活化,損害了T細胞的免疫功能,致使腫瘤發(fā)生免疫逃逸[6]。
本研究結果顯示,CRC癌組織中CD4+T細胞、CD8+T細胞和PD-L1的表達均顯著高于癌旁5 cm及癌旁10 cm。周瑋等[7]研究發(fā)現(xiàn),在50例散發(fā)性結直腸癌中CD4+T細胞、CD8+T細胞的表達率均較相應的癌旁組織高,Hua等[8]發(fā)現(xiàn),PD-L1在正常大腸組織內無表達或低表達,在CRC癌組織中顯著高表達,這與本研究結果類似。由此可見宿主確實對結直腸癌產生了免疫應答反應,使癌組織中的免疫效應細胞聚集增加。但結直腸癌的進展沒有因為大量的淋巴細胞浸潤而終止,其原因可能是腫瘤組織內高表達的PD-L1激活了PD-1/PD-L1通路,降低了T淋巴細胞活性,使癌細胞未能被完全清除而發(fā)生了逃逸。
目前針對各種T淋巴細胞亞型的研究發(fā)現(xiàn),高度浸潤的TIL可作為判斷患者預后的重要指標。Taichi等[9]和Kuwahara等[10]的研究均證實CD4+T淋巴細胞的高表達與患者的良好預后相關,還有大量的研究證據顯示,CD8+TIL的密度與不同類型癌癥患者的長期生存均相關[11-12],但目前國內外關于PD-L1在CRC中的表達與臨床病理參數及預后的相關性報道尚無明確共識。本研究采用Logistic回歸分析的方法得出,CRC癌組織中CD4+T細胞的浸潤程度越高發(fā)生脈管癌栓和神經侵犯的風險越低;CD8+T細胞的表達量越多,發(fā)生脈管癌栓、淋巴結轉移及微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的概率也越低。脈管癌栓、神經侵犯、淋巴結轉移陰性均是預后良好的表現(xiàn),且已有學者認為MSI狀態(tài)下的CRC預后相對較好[13-14],因此本研究結果與上述研究結果一致。
T淋巴細胞不僅可用來評估預后,還可利用其自身的免疫活性用于腫瘤的免疫治療。以T細胞為基礎的細胞免疫療法,在惡性黑色素瘤、乳腺腫瘤及血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療方面已取得了一定進展[15]。但是由于腫瘤微環(huán)境中的T細胞經常被抑制,導致腫瘤組織浸潤T細胞數量少、活性低,嚴重影響治療效果。抗PD-1/PD-L1單克隆抗體可有效抑制PD-1/PD-L1信號傳導通路,其在多種實體腫瘤中的治療效果已得到證實[16-18]。諸多研究證明,阻斷PD-1或PD-L1等免疫檢查位點能增加腫瘤部位的T細胞數量,提高T細胞的免疫殺傷功能[19]。因此T細胞免疫治療與免疫檢查位點阻斷二者相結合,將有望提升腫瘤治療效果,成為腫瘤治療研究的新觀點。本研究結果顯示,CRC癌組織中PD-L1與CD8+T細胞的表達存在低度正相關,進一步證實了Sudoyo等[20]的觀點,認為PD-L1在CRC中的表達主要是由于CD8+T淋巴細胞的浸潤所致。這將為腫瘤免疫治療策略提供重要的理論依據。
綜上所述,TIL亞群CD4+T、CD8+T細胞和PD-L1在CRC癌組織中高度浸潤。TIL有助于機體對抗腫瘤和提高預后,而PD-L1有可能影響TIL對腫瘤的殺傷作用,促使腫瘤發(fā)生免疫逃逸。因此,TIL細胞免疫治療與PD-L1阻斷劑結合有望開創(chuàng)腫瘤免疫治療的新局面。PD-L1與CD8+T細胞的正相關性,也將為其提供理論支持。
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(收稿日期:2020-10-16)