Biological and histological factors as predictors in rectal cancer patients A study in a clinical trial of preoperative radiotherapy.

Transkript

1 Biological and histological factors as predictors in rectal cancer patients A study in a clinical trial of preoperative radiotherapy Annica Holmqvist Division of Oncology Department of Clinical and Experimental Medicine Linköping 2011 Introduktion 3:e vanligaste sjukdomen i världen Över 1 miljon insjuknade varje år I Sverige diagnostiseras ca 5500 tjocktarms/ändtarmscancerfall varje år, varav 2000 är ändtarmscancer 1900-talet; Lokalt återfall mellan 20-45% 1980-talet; Preoperativ strålbehandling (SB) + Total Mesorectal Excision (TME) lokalt återfall ca 5%

2 Introduktion Dödligheten hög Stor variation i effekten av SB för patienter med samma tumör utseende, storlek och utbredning Faktorer relaterade till överlevnad (prognostiska) Förutsäga (prediktera) vilka patienter som är lämpligast för SB SB = strålbehandling Introduktion Extracellulärt matrix (EMC) Tumörceller Stromaceller blodkärl Cytokiner lymfkärl Tillväxtfaktorer Inflammatoriska celler

3 Syftet Survivin PINCH Blodkärl Lymfkärl SB Kön, ålder, differentieringsgrad, tumörstadium, överlevnad, lokalt återfall och spridning av tumören till andra organ Ändtarmscancerpatienter Klinisk svensk studie där effekten av SB studerades SB = strålbehandling Material och Metod Formalin fixerad normal vävnad och primära tumörer (I-IV) Adenocarcinom från ändtarmen Sydöstra sjukvårdsregionen Svenska ändtarmcancerstudien Randomiserad Preop SB + operation eller enbart operation 5 x 5 Gy Op ca 3 dagar (1-13 dagar) Främre resektion eller rektumamputation CCD-18 Co cell linjer (II) Fibroblaster, normal tjocktarmsslemhinna SB alt. ej SB 2 Gray SB = strålbehandling

4 Material och Metod Immunohistokemi (I-III) Cellodling (II) Western blot (II) Survivin expression is an independent prognostic factor in rectal cancer patients with and without preoperative radiotherapy Annica Knutsen (Holmqvist*), Gunnar Adell, Xiao-Feng Sun International journal of Radiation Oncology Biology and Physics 2004; 60: * Married Holmqvist in the year of 2007

5 Introduktion (I) Survivin Cytoplasmatiskt Hämmar apoptosen, caspase 3, 7 Uttrycks i fostervävnad Ej i normal vävnad Ökat uttryck i tumörer Introduktion (I) Tjocktarms/ändtarmscancer-, ändtarmscancerpatienter, strålning + cytostatika, sämre prognos Första studien som analyserat survivin & enbart SB hos ändtarmscancerpatienter Cellinje studier; survivin gör tumörcellen resistent mot SB (pancreas-, lung-, tjocktarms/ändtarmscancer) (Koichi et al. 2000; Lu et al. 2004; Rödel et al. 2003)

6 Introduktion (I) survivin och SB SB Mitokondrie DNA skada Permeabilitetsinstabilitet PT-por + Bax + p53 -Bcl-2 Cytocrome C Apoptos Caspase 3, 7 - Survivin Caspase 9 Syftet (I) Att undersöka förhållandet mellan survivin och SB, biologiska faktorer (apoptos, p53, Ki-67) kliniska variabler hos ändtarmscancerpatienter

7 Resultat (I) A) 98 ändtarmstumörer SB (n = 41) Ej SB (n = 57) B) 74 st närliggande normal vävnad Resultat (I) (n = 98) Multivariat analys (p = 0.02) (Dukes stadium, lokalt återfall, fjärrmetastasering, differentieringsgrad, kön, ålder, apoptos och p53-uttryck)

8 Resultat (I) SB (n = 41) (n = 57) Ej SB Diskussion (I) Positivt survivin var relaterat till sämre överlevnad jämfört med negativt survivin hos ändtarmcancerpatienter Ändtarmscancerpatienter som fått SB + cytostatika eller ingen preeller postoperativ behandling (Rödel et al. 2002, Kawasaki et al. 1998, Sarela et al. 2001). Survivin uppregleras av SB Survivin gör tumörcellerna resistenta mot SB (Asanuma et al. 2000; Rödel et al. 2003; Rödel et al. 2002; Lu et al. 2004; Rödel et al. 2005) SB = strålbehandling

9 Diskussion (I) Viktigt protein i regleringen av apoptos, celltillväxt och angiogenes (Ambrosini et al., 1997; Adida et al., 1998; Sakao et al., 2005) Intressant protein för anti-cancerbehandling Kliniska fas I och II studier Antisense oligonucleotid (AO) AO survivin och ökar tumörens känslighet för både cellgifter och SB Kliniska funderingar. Kanske inte alla ändtarmscancerpatienter är lämpliga för SB? Survivin positiva tumörer SB (51%) Survivin negativa tumörer mängden protein) ej SB (49%) (ej pga att SB ökar Preoperativ SB + AO? SB + AO Enbart SB Enbart AO Tjocktarm/ändtarmscancerstudie på möss; AO ökad apoptos SB + AO ökade strålkänsligheten i tumörceller, minskade tumörstorleken jämfört med de som enbart fått AO (Rödel et al 2008)

10 Kliniska funderingar. Survivin deltar i ett tidig stadium av cancerutvecklingen? Survivin relaterat till APC (Zhang et al. 2001) Ökat uttryck från låg till hög dysplasi, tjocktarm och ändtarmscancer (Gianni et al. 2001) PINCH is an independent prognostic factor in rectal cancer patients without preoperative radiotherapy - A study in a Swedish rectal cancer trial of preoperative radiotherapy Annica Holmqvist, Jingfang Gao, Birgitta Holmlund, Gunnar Adell, John Carstensen, Dianne Langford & Xiao-Feng Sun Submitted

11 Introduktion (II) particularly interesting new cysteine-histidine rich protein (PINCH) Cytoplasmatiskt PINCH, integrin-linked kinase (ILK) och parviner (PIP) komplex Bundet till integriner på insidan av cellens yta Överför extracellulära signaler till intracellulära proteiner Reglerar cellens förmåga att röra sig och dela sig Introduktion (II) I tjocktarm-, ändtarmscancerstudier; Ökar från normal mucosa till tumör till metastas Starkast färgat vid invasionsområdet av tumörer Relaterat till sämre överlevnad (Wang-Rodriguez et al. 2002; Gao et al. 2006)

12 Introduktion (II) Få har analyserat förhållandet mellan PINCH och SB Cellinjestudie; PINCH gör tumörceller resistenta mot SB (Eke et al. 2010) PINCH och SB, reglerar celldelning och celltillväxt Syftet (II) Studera uttrycket av PINCH dess förhållande till SB, kliniska, histologiska (lymfangiogenes, angiogenesis, inflammatorisk infiltration och nekros) och biologiska faktorer (apoptos) hos ändtarmscancerpatienter Studera uttrycket av PINCH i cellinjer från fibroblaster med eller utan SB

13 Resultat (II) Inre tumörområdet tumörens invasionsområde 137 tumörer Cellinjer från fibroblaster Resultat (II) Tumörens invasionsområde 1,0 1,0 Svagt PINCH uttryck 0,8 0,8 Svagt PINCH uttryck Cumulative survival 0,6 0,4 Starkt PINCH uttryck Cumulative survival 0,6 0,4 Starkt PINCH uttryck 0,2 0,0 Inte SB 0,2 p = 0.03 Inte SB p = 0.64 SB n=72 0, Overall survival (months) n = 72 multivariat analys (p = 0.03) (TNM stadium, differentieringsgrad) Overall survival (months) n = 65

14 Resultat (II) Weak n (%) Staining intensity Strong n (%) p Invasive margin Non-RT 34 (47) 38 (53) RT 33 (51) 32 (49) p = 0.49 Inner tumour area Non-RT 39 (54) 33 (46) RT 39 (60) 26 (40) p = 0.68 Resultat (II) CCD 18 Co 8 h 24 h 48 h 72 h 2 Gy PINCH β-actin

15 Diskussion (II) Ett starkt PINCH-uttryck vid tumörens invasionsområde var relaterat till sämre överlevnad jämfört med ett svagt PINCH-uttryck Studie på tjocktarmscancerpatienter (Gao et al. 2004) Första studien mellan PINCH och SB på tumörer från patienter Cellinjestudie PINCH gör tumörcellen resistent mot SB (Eke et al. 2010) Diskussion (II) Skillnaden i överlevnad mellan patienter med svagt och starkt PINCH-uttryck tenderar att försvinna efter SB Uppregleras PINCH av SB? Ingen skillnad mellan den icke SB och SB gruppen (tumörer) Ingen skillnad i PINCH-uttryck hos fibroblaster med eller utan SB Inte direkt uppreglerad men aktiverad via andra vägar? PKB/Akt, EGF/Nck-2

16 Kliniska funderingar. Starkt uttryck PINCH (51%) SB Svagt uttryck PINCH (49%) alt aktiveras av SB) ej SB (pga att PINCH ökar Integrinhämmare (Cilengitide, Volociximab) Fas III, glioblastom, klart förbättrad överlevnad Fas II, prostata, lungcancer Tjocktarmscancerceller injicerades i levern, 5-Fu + integrinhämmare levermetastaser överlevnaden (Stoeltzing et al. 2003) Integrinhämmare + preop SB? Specifik PINCH hämmare + preop SB? The location of lymphangiogenesis is an independent prognostic factor in rectal cancers with or without preoperative radiotherapy Annica Holmqvist, Jingfang Gao, Gunnar Adell, John Carstensen & Xiao-Feng Sun Annals of Oncology 2010;21:

17 Introduktion (III) Angiogenes (nybildning av blodkärl) Initieras av hypoxi när tumören nått en viss storlek VEGF-A Lymfangiogenes (Nybildning av lymfkärl) VEGF-C, VEGF-D Ökad mängd blod-, lymfkärl är relaterat till sämre överlevnad Bröstcancer; Mer lymfkärl och blodkärl i periferin av tumören (Weidner et al. 1991; Gardy et al. 2003; Sarli et al. 2007) Introduktion (III) Öron-, näsa-, halscancer; Lymfkärl peritumoralt (Maula et al. 2003) Bröstcancer; Lymfkärl peritumoralt (Bono et al. 2004) bättre överlevnad sämre överlevnad SB ger kapillärskador och syrebrist i vävnaden SB minskar antalet blodkärl i ändtarmstumörer (Baeten et al. 2006) SB ökar mängden lymfkärl i normal bröstvävnad (Jackowski et al. 2007) SB = strålbehandling

18 Syftet (III) Att studera antalet blodkärl/lymfkärl och dess lokalisation i förhållande till SB, kliniska, histologiska (inflammation, fibros, nekros) och biologiska faktorer (p53, apoptos, Ki-67, survivin) hos ändtarmscancerpatienter Resultat (III) Första studien på ändtarmscancerpatienter där man tittat på lymfkärls-, blodkärlslokalisationen

19 Resultat (III) Lymfkärl 18% (25) Periferi 52% (72) Inre tumörområde 22% (30) Invasionsområde (n = 138) Resultat (III) Lymfkärl 1,0 periferi 0,8 Cumulative Survival 0,6 0,4 0,2 inre tumör området/invasionsområde p = 0.03 n = 138 Multivariat analys p = 0.02 SB (p = 0.5) Ej SB (p = 0.3) (TNM stadium, differentieringsgrad, p53) 0, Overall Survival (months) SB = strålbehandling

20 Resultat (III) p53 i relation till lymfkärlslokalisation negative p53 positive p % 80 73% number of cases (%) % p = 0.04, n = % 0 periphery inner tumour area/invasive margin Resultat (III) Blodkärl 63% (n = 88) Periferi 34% (n = 47) Inre tumörområde 3% (n = 5) Invasionsområde n = 140

21 1,0 Inre tumörområde/invasionsområdet Resultat (III) Cumulative Survival 0,8 0,6 0,4 p = Periferi 0,2 0,0 1,0 Multivariat analys, p = 0.05 (TNM stadium, differentieringsgrad) Ej SB Overall Survival (months) Inre tumörområde/invasionsområdet Blodkärl 0,8 Cumulative Survival 0,6 0,4 Periferi 0,2 p = 0.65 SB 0, Overall Survival (months) Diskussion (III) Första studien på ändtarmscancerpatienter som visar att lymfkärl lokaliserade vid tumörens periferi är relaterade till en bättre överlevnad Lymfkärl vid tumörens periferi var relaterat till mer negativt p53 (wildtype) Ökad överlevnad för patienter med lymfkärl vid tumörens periferi och mer negativt p53 Vid periferin; Skapar tumörcellen och de omkringliggande lymfkärlen en miljö som gör det svårt för tumörceller att sprida sig via lymfkärl Överlevnaden för patienter med blodkärl i periferin tenderade att öka med SB SB förstör blodkärlen i periferin så att risken för spridning av tumörceller via blodkärl minskar

22 Kliniska funderingar. Lokalisation av lymfkärl Möjligen en histologisk faktor som kan hjälpa oss att förutsäga risken för överlevnad hos ändtarmscancerpatienterna Studera risken för lokalt återfall? Sammanfattning Survivin, PINCH vid invasiva tumörområdet och lymfkärlslokalisationen är oberoende prognostiska faktorer hos ändtarmscancerpatienter som deltog i en klinisk svensk studie där effekten av SB studerades Den här informationen kan förhoppningsvis hjälpa oss i framtiden att förlänga överlevnaden för ändtarmscancerpatienter genom att välja de patienter som är lämpligast för strålbehandling

23 Tack!