三陰性乳腺癌組織中NRP-1和PD-L1表達及臨床意義

馬嘯,劉浩楠,呂帝,崔永征,韓正祥

在世界范圍內,乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤[1],是女性健康的主要威脅之一。其中三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是指乳腺癌組織中免疫組化結果為雌激素受體(estrogen receptor,ER)、孕激素受體(progesterone receptor,PR)、人類表皮生長因子受體-2(human epidermal growth factor receptor 2,HER-2)均為陰性的特殊類型乳腺癌[2]。TNBC約占所有乳腺癌病理類型的15%～20%[3]。傳統的內分泌治療及抗HER-2治療均無效且其具有侵襲性強、復發性高等生物學特性[4-5],因此預后極差,尋找有效的治療手段迫在眉睫。

近年來隨著免疫治療不斷發展,免疫檢查點抑制劑藥物在許多晚期惡性腫瘤中的廣泛應用為TNBC的治療帶來了曙光[6]。神經纖毛蛋白-1(neuropilin-1,NRP-1)是一種非酪氨酸激酶跨膜糖蛋白受體,同時也是血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的共受體,在神經發育、血管生成、腫瘤的增殖和轉移中發揮重要作用[7]。研究發現,NRP-1在淋巴瘤、卵巢癌、黑色素瘤、胃腸道腫瘤等多種人類腫瘤組織中均過表達,但在相應的正常組織中表達較低,并與腫瘤的預后相關[8-10]。在TNBC中尚無關于NRP-1、PD-L1表達水平的相關性研究。因此本研究通過檢測TNBC組織標本中NRP-1和PD-L1的表達水平,分析其相關性及與預后的關系,以為TNBC的診斷、個體化治療、預后評估等提供新策略,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2012年3月—2014年12月行手術治療的TNBC患者40例的癌組織及10例對應的癌旁組織(組織芯片均購自上海芯超生物科技有限公司),患者均為女性,中位年齡53(28～84)歲。患者術前均未行放、化療或其他針對腫瘤的治療。依據世界衛生組織(WHO)乳腺腫瘤分類標準進行分類分級:G2級22例,G3級18例;TNM臨床分期:0期4例,Ⅰ～Ⅱ期25例,Ⅲ～Ⅳ期11例。本研究于2019年10月11日通過上海芯超生物科技有限公司倫理委員會的批準(YB M-05-02),患者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 NRP-1和PD-L1表達檢測 采用免疫組化方法檢測,將組織芯片放入烘箱中,烘蠟1 h,脫蠟。將玻片進行修復,而后放在室溫的蒸餾水中,使其自然冷卻>10 min,PBS緩沖液沖洗;加入稀釋好的一抗工作液,4℃度冰箱過夜。冰箱取出玻片,室溫復溫45 min,PBS緩沖液清洗玻片;玻片放入DAKO全自動免疫組化儀,按照“Autostainer Link 48使用指南”選擇相應程序運行阻斷、二抗結合、DAB顯色程序;蘇木素染色1 min,在0.25%的鹽酸酒精(70%酒精400 ml+濃鹽酸1 ml)中浸沒約10 s,自來水沖洗5 min;室溫晾干玻片,中性樹脂封片;免疫組化染色均采用EnVision法,NRP-1抗體(鼠單克隆抗體,稀釋比1∶1 000)和PD-L1抗體(鼠單克隆抗體,稀釋比1∶1 000)購自南京肽迪生物技術中心。具體操作步驟嚴格按試劑盒說明書進行。

1.3 結果判斷 NRP-1蛋白主要表達于細胞漿,PD-L1主要表達于細胞膜和細胞漿。以細胞相應部位呈棕色或棕黃色判定為陽性染色,根據細胞染色強度進行評分,分別記為0分(陰性),0.5分(±),1分(+),2分(++),3分(+++);根據陽性細胞占腫瘤細胞總數的百分比,將染色陽性率評分記為0～100%。免疫組化總評分為“染色強度評分”與“染色陽性率”的乘積,分值范圍為0～300%。胞漿NRP-1:總評分≤160%為低表達,>160%為高表達;胞漿 PD-L1:總評分≤15%為低表達,>15%為高表達。

2 結 果

2.1 TNBC癌組織及癌旁組織NRP-1和PD-L1表達比較 TNBC中PD-L1陽性定位于細胞膜和細胞漿上,NRP-1定位于細胞漿,見圖1。PD-L1在TNBC癌組織和癌旁組織的陽性率分別為80%和20%;NRP-1在TNBC癌組織和癌旁組織的陽性率分別為80%和20%。NRP-1蛋白、PD-L1蛋白在癌組織中的表達水平顯著高于癌旁組織(P<0.01),見表1、圖2。

2.2 TNBC癌組織NRP-1與PD-L1表達的相關性 根據Spearman檢驗可知, NRP-1與PD-L1的表達呈正相關(r=0.570,P<0.001) 。GEPIA 數據庫(http://gepia. cancer-pku.cn/)分析顯示,NRP-1與PD-L1表達呈正相關(r=0.065,P=0.016),與上述結果一致。

2.3 NRP-1和PD-L1的表達與臨床/病理特征的相關性 NRP-1的表達與病理分級、腫瘤直徑明顯相關(P<0.05);PD-L1的表達與病理分級、Ki67水平明顯相關(P<0.05),見表2。

2.4 NRP-1和PD-L1表達與患者預后關系分析 Kaplan-Meier生存曲線顯示,PD-L1高表達患者的中位OS短于PD-L1低表達患者(13.1個月 vs. 15.1個月,χ2=9.641,P=0.001);NRP-1高表達患者中位OS短于低表達患者(13.6個月 vs. 15.2個月,χ2=14.510,P=0.002);PD-L1和NRP-1均高表達患者中位OS顯著短于PD-L1和NRP-1均低表達患者(13.5個月 vs. 15.2個月,χ2=15.940,P=0.001)。

表1 PD-L1和NRP-1在三陰性乳腺癌組織和癌旁組織表達比較 [例(%)]

2.5 TNBC患者預后影響因素的Cox回歸模型分析 以TNBC患者預后為因變量,上述結果P<0.05因素為自變量進行Cox回歸模型分析,結果顯示,PD-L1表達水平高是影響患者預后的獨立危險因素(P=0.021),而年齡、病理分級、腫瘤直徑、TNM分期、Ki67水平和NRP-1表達水平不是影響患者預后的獨立危險因素(P>0.05),見表3。Kaplan-Meier Plotter數據庫(https: //kmplot.com/analysis/)分析結果也顯示,NRP-1高表達患者較低表達患者風險比例高60%(圖3A),PD-L1高表達患者較低表達患者風險比例高36%(圖3B)。

注:A.PD-L1高表達;B.PD-L1低表達;C.NRP-1高表達;D.NRP-1低表達

表2 NRP-1和PD-L1的表達與臨床/病理特征的相關性 [例(%)]

表3 三陰性乳腺癌患者預后影響因素的Cox回歸模型分析

3 討 論

由于生活壓力的增加、生育模式及生活環境的改變,乳腺癌發病率逐年升高,并呈現出年輕化的趨勢[11]。隨著精準醫學的不斷發展,盡管內分泌治療、化學治療、放射治療、靶向治療及免疫治療提高了乳腺癌患者的生存率[12],但TNBC由于自身生物學特性,治療方式有限且預后差,因此目前迫切需要能夠找到在TNBC中表達且與腫瘤進展和預后有關的分子,為TNBC患者提供更有效、更特異的治療方案。

PD-L1是一種Ⅰ型跨膜蛋白,屬于B7共刺激分子家族,可稱為CD274[13]。它在多種腫瘤細胞表面表達,在體內與腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte, TIL)上的PD-1進行結合,傳導免疫抑制的信號,抑制TIL的增生和活化,并阻止抗原特異性CD8+

圖3 Kaplan-Meier Plotter 在線數據庫中NRP-1和PD-L1的表達與患者預后關系

T淋巴細胞消除腫瘤細胞,從而使TIL處于失活的狀態,最終誘導免疫逃逸[14]。黃淅睿等[15]報道PD-L1在TNBC患者中過表達,其機制尚不清楚,但它被認為與更強的侵襲力和較差的預后有關。一些針對PD-L1的單克隆抗體,能夠競爭性地與人體內的PD-L1結合,從而影響到PD-1和PD-L1的結合,故而能夠解除PD-1和PD-L1結合所介導的免疫功能抑制,使人體內CD8+T細胞被重新激活[16]。在腫瘤微環境(tumor microenvironment, TME)中會有活化的T細胞大量聚集,從而啟動人體的抗腫瘤免疫反應[17]。

NRP-1是一類非酪氨酸激酶跨膜多功能糖蛋白,它可以與血管內皮生長因子受體2(vascular endothelial cell growth factor receptor 2,VEGFR2)一起作為VEGF的共受體,通過增強VEGF165(vascular endothelial cell growth factor 165)與VEGFR2結合,增加血管內皮的趨化性、誘導內皮細胞的遷移,促進腫瘤血管的生成[18-19]。在TME中,可通過調節性T細胞(Tregs)上表達的NRP-1起作用,腫瘤衍生的VEGF吸引NRP-1+Treg向腫瘤組織募集[20],增強腫瘤的免疫逃逸;Tregs還可通過與NRP-1的相互作用,弱化樹突狀細胞(DC)活化效應性T細胞的功能,最終使效應性T淋巴細胞活化不足。胸腺來源的Tregs可表達PD-1,PD-1/PD-L1相互作用有助于使CD4+T細胞轉化成Treg細胞,Treg細胞上表達的PD-1還可以與T細胞上表達的PD-L1相互作用,以介導免疫抑制,在抗原識別過程中,NRP-1表達促進Treg與DC的相互作用,從而抑制T細胞活化[21-22]。但NRP-1與PD-L1相互作用的機制仍不明確。

本研究發現,在TNBC癌組織中PD-L1和NRP-1的表達水平高于癌旁組織,且二者表達存在正相關性。進一步探討發現PD-L1和NRP-1均高表達的患者預后較差,基于這一結果,對于臨床中出現雙基因高表達患者可以進行早期發現,及時干預,避免癌癥終末期事件發生。而針對性調節NRP-1表達的分子也使得這一目的發現成為可能。Hang等[23]觀察到NRP-1的表達與microRNA分子的表達之間存在相關性。過表達miR-9-5p可降低NRP-1的表達,還可以導致間質標志物N-鈣黏蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(vimentin)表達上調,上皮標志物E-鈣黏蛋白(E-cadherin)和β-連環蛋白(β-catenin)表達下調。在胃癌(GC)發生過程中,過表達miR-9-5p可抑制細胞增殖、遷移和侵襲。miR-9-5p的過表達使GC細胞對廣泛使用的抗癌藥物順鉑具有更高的敏感性。

目前,抗PD-1/PD-L1藥物對腫瘤具有一定緩解作用,但單獨療效并不顯著,只有10%～30%的患者在接受抗PD-1/PD-L1藥物后可產生持續療效[24]。Checkmate-648項目作為全球最大的隨機Ⅲ期藥物試驗,納入970例全球各地晚期食管癌患者。結果表明,PD-1抑制劑+CTLA-4抑制劑雙重免疫治療相較于化療可獲得更好的中位總生存率。而在晚期腎細胞癌及黑色素瘤中,也得到了類似的結論,尼武單抗聯合伊匹單抗的治療相較于單藥免疫治療療效顯著[25-26]。目前,已有研究顯示,免疫聯合治療能夠使TNBC患者獲得更好的腫瘤緩解率,使生存周期明顯延長[27-28]。基于這一現狀,可以大膽推測PD-L1和NRP-1的聯合免疫治療有利于推動分子精準醫療的發展。

綜上所述,PD-L1與NRP-1在TNBC的發生發展中起到促進作用,推測NRP-1可能參與PD-L1的表達調控,促進腫瘤具有更強的轉移和侵襲能力,并進一步參與腫瘤的免疫逃逸。因此NRP-1和PD-L1有望成為治療TNBC的潛在靶點,二者的聯合治療能有效改善預后。但是二者之間具體調控機制有待后續基礎研究深入探討。本研究將PD-L1與NRP-1表達水平進行綜合分析,探討其與TNBC發生、發展的相關性。但由于本試驗所取的樣本量較少,可能存在一定的偏倚,還需積累更多病例進一步分析。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

馬嘯:提出研究思路,論文撰寫;劉浩楠:病例資料收集;呂帝:統計學分析處理;崔永征:數據分析;韓正祥:指導寫作,文章審核