[摘要]目的驗(yàn)證二代測(cè)序(NGS)與免疫組織化學(xué)(IHC)技術(shù)在胃癌人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2)狀態(tài)評(píng)估中的一致性,分析HER2陽(yáng)性胃癌微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)、程序性死亡配體1(PD-L1)表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系。方法收集行胃癌手術(shù)且術(shù)后組織標(biāo)本IHC檢測(cè)HER2(3+)病人92例。采用NGS技術(shù)檢測(cè)病人癌組織中HER2基因擴(kuò)增情況及MSI狀態(tài);采用PD-L1 IHC 22C3 pharmDx試劑盒檢測(cè)癌組織中PD-L1的表達(dá)情況,結(jié)果分別以陽(yáng)性組合評(píng)分(CPS)和腫瘤比例評(píng)分(TPS)進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果IHC檢測(cè)HER2陽(yáng)性的胃癌病人92例,NGS檢測(cè)84例存在HER2基因擴(kuò)增,IHC與NGS檢測(cè)結(jié)果的一致率為91.3%。92例HER2陽(yáng)性胃癌病人中,微衛(wèi)星穩(wěn)定(MSS)病人90例(97.8%),微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定(MSI-H)病人2例(2.2%);84例存在HER2基因擴(kuò)增的病人均呈MSS狀態(tài),無(wú)MSI-H病人。按CPS標(biāo)準(zhǔn),92例HER2陽(yáng)性病人PD-L1陽(yáng)性率為89%,PD-L1表達(dá)與臨床病理特征之間無(wú)相關(guān)性。按TPS標(biāo)準(zhǔn),92例HER2陽(yáng)性病人PD-L1陽(yáng)性率為24%,PD-L1表達(dá)與臨床病理特征之間無(wú)相關(guān)性。結(jié)論IHC和NGS技術(shù)檢測(cè)胃癌組織HER2表達(dá)的一致率較高。胃癌組織中HER2基因擴(kuò)增與MSI-H可能存在互斥關(guān)系。HER2陽(yáng)性胃癌CPS標(biāo)準(zhǔn)下的PD-L1陽(yáng)性率高于TPS標(biāo)準(zhǔn)下的PD-L1陽(yáng)性率,但二者均與臨床病理特征無(wú)關(guān)。
[關(guān)鍵詞]胃腫瘤;人表皮生長(zhǎng)因子受體2;B7-H1抗原;微衛(wèi)星不穩(wěn)定性;高通量核苷酸序列分析;免疫組織化學(xué)
[中圖分類號(hào)]R735.2[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]2096-5532(2021)01-0059-05
[ABSTRACT]ObjectiveTo verify the consistency of next-generation sequencing (NGS) and immunohistochemistry (IHC) in assessing the status of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) in gastric cancer, and to investigate the association of microsatellite instability (MSI) and programmed death ligand 1 (PD-L1) expression with clinicopathological characteristics of HER2-positive gastric cancer. MethodsA total of 92 patients who underwent gastric cancer surgery and whose postoperative tissue specimen was HER2(3+) based on IHC were enrolled. NGS technique was used to detect HER2 gene amplification and MSI status in cancer tissue; PD-L1 IHC 22C3 pharmDx kit was used to measure the expression of PD-L1 in cancer tissue; the results were calculated by combined positive score (CPS) and tumor proportion score (TPS). ResultsIn this study, there were 92 gastric cancer patients with positive HER2. NGS detection showed that 84 patients had HER2 gene amplification, and the consistency rate between IHC and NGS detection was 91.3%. Among the 92 patients with HER2-positive gastric cancer, 90 (97.8%) had microsatellite stable (MSS) tumors and 2 (2.2%) had microsatellite instability-high (MSI-H) tumors; and 84 patients with HER2 gene amplification had MSS tumors, while no patient had MSI-H tumors. According to the CPS criteria, 92 HER2-positive patients had a positive rate of PD-L1 of 89%, and there was no association between PD-L1 expression and clinicopathological characteristics. According to the TPS criteria, 92 HER2-positive patients had a positive rate of PD-L1 of 24%, and there was no association between PD-L1 expression and clinicopathological characteristics. ConclusionIHC and NGS have a high consistency rate in detecting the expression of HER2 in gastric tissue. There may be a mutually exclusive relationship between HER2 gene amplification and MSI-H in gastric cancer tissue. The positive rate of PD-L1 in HER2-positive gastric cancer under the CPS criteria is higher than that under the TPS criteria, but they are not associated with clinicopathological characteristics.
[KEY WORDS]stomach neoplasms; human epidermal growth factor receptor 2; B7-H1 antigen; microsatellite instability; high-throughput nucleotide sequencing; immunohistochemistry
人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2)陽(yáng)性的轉(zhuǎn)移性/不可切除胃癌病人預(yù)后差,曲妥珠單抗聯(lián)合化療是目前標(biāo)準(zhǔn)治療模式,但該聯(lián)合方案的生存獲益有限。免疫治療被認(rèn)為是腫瘤治療中最具前景的治療方法,然而其在胃癌中的應(yīng)用仍不理想,且缺乏篩選有效人群的理想生物標(biāo)記物。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)及程序性死亡配體1(PD-L1)的表達(dá)水平在多種腫瘤中顯示出與免疫治療效果密切相關(guān),但目前關(guān)于胃癌病人HER2狀態(tài)、MSI狀態(tài)及PD-L1表達(dá)情況相關(guān)性研究報(bào)道較少。本研究旨在驗(yàn)證二代測(cè)序(NGS)與免疫組織化學(xué)(IHC)技術(shù)在胃癌HER2狀態(tài)評(píng)估中的一致性,分析HER2陽(yáng)性胃癌組織中MSI狀態(tài)、PD-L1表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系。
1資料與方法
1.1一般資料
使用關(guān)鍵詞“胃癌”、“大標(biāo)本”、“HER2”在青島大學(xué)附屬醫(yī)院病理資料數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索2013年1月—2017年12月行胃癌手術(shù)的病人,共搜索到病人1 390例。所有病人術(shù)后大標(biāo)本均已進(jìn)行HER2的IHC檢測(cè),其中105例病人的組織標(biāo)本為HER2(3+),即HER2陽(yáng)性,選取92例術(shù)前未行放化療的HER2陽(yáng)性胃癌病人納入本研究。入組的92例病人中,男性75例,女性17例;年齡35~87歲,中位年齡64歲;AJCC第8版分期Ⅰ期11例,Ⅱ期32例,Ⅲ期41例,Ⅳ期8例;Lauren分型腸型58例,彌漫型12例,混合型21例;腺癌82例,黏液腺癌5例,印戒細(xì)胞癌5例;高分化2例,中分化39例,低分化51例。
1.2NGS檢測(cè)HER2基因有無(wú)擴(kuò)增及MSI狀態(tài)
1.2.1組織DNA提取石蠟組織切片行脫蠟、刮片、消化、升溫、離心等處理,收集洗脫液于無(wú)菌離心管中,進(jìn)行NGS檢測(cè)。
1.2.2文庫(kù)構(gòu)建先將基因組DNA進(jìn)行超聲片段化處理,然后進(jìn)行末端修復(fù)、3′端加A、添加接頭以及PCR擴(kuò)增,得到預(yù)文庫(kù)。預(yù)文庫(kù)在探針作用下進(jìn)行16~24 h的雜交,抓取出檢測(cè)所需的目的片段,最后給靶序列加上測(cè)序所需的分子標(biāo)簽,完成文庫(kù)構(gòu)建。
1.2.3基因測(cè)序使用IlluminaNextseq 500/550測(cè)序儀以快速模式進(jìn)行大規(guī)模平行測(cè)序。向反應(yīng)體系中同時(shí)添加DNA聚合酶、接頭引物和帶有堿基特異熒光標(biāo)記的4種dNTP,再加入激發(fā)熒光所需的緩沖液,用激光激發(fā)熒光信號(hào),用光學(xué)設(shè)備完成熒光信號(hào)的記錄,最后利用計(jì)算機(jī)軟件將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為測(cè)序堿基。
1.2.4數(shù)據(jù)分析NGS檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生大量的原始序列數(shù)據(jù),將原始序列數(shù)據(jù)進(jìn)行初級(jí)處理,過(guò)濾后得到clean data(刪除質(zhì)量不好的原始數(shù)據(jù)后得到的數(shù)據(jù),常見(jiàn)的刪除方法有去接頭、去N含量高及質(zhì)量評(píng)分較低的原始數(shù)據(jù)等)。對(duì)clean data進(jìn)行序列比對(duì)并捕捉基因點(diǎn)突變、缺失、插入、拷貝數(shù)變化、結(jié)構(gòu)變異等多種變異信息,并注釋。用SPSS 22.0軟件進(jìn)行結(jié)果分析。
1.3IHC檢測(cè)PD-L1蛋白表達(dá)
應(yīng)用22C3抗體濃縮物在Dako ASL48自動(dòng)染色儀中對(duì)組織標(biāo)本進(jìn)行染色,將染色結(jié)果與Dako ASL48平臺(tái)上的PD-L1 IHC 22C3 pharmDx試劑盒進(jìn)行比對(duì)以評(píng)估PD-L1表達(dá)。IHC檢測(cè)均設(shè)陽(yáng)性對(duì)照和陰性對(duì)照。
1.4檢測(cè)結(jié)果判定
1.4.1HER2基因擴(kuò)增及MSI狀態(tài)①HER2基因擴(kuò)增:拷貝數(shù)/細(xì)胞2.75~3.00,且一個(gè)基因60%以上的探針捕獲區(qū)域(bin)在癌癥樣本中的覆蓋深度顯著高于基線水平,同時(shí)整個(gè)基因區(qū)域的覆蓋水平與基線水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。②MSI狀態(tài):40%以上MSI基因座(loci)長(zhǎng)度不穩(wěn)定,則認(rèn)為是微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定(MSI-H);小于15% MSI loci長(zhǎng)度不穩(wěn)定,則認(rèn)為是微衛(wèi)星穩(wěn)定(MSS);如果長(zhǎng)度不穩(wěn)定的MSI loci在15%~40%之間,則認(rèn)為是微衛(wèi)星低度不穩(wěn)定(MSI-L)。
1.4.2PD-L1表達(dá)陽(yáng)性①組合陽(yáng)性評(píng)分(CPS):PD-L1染色細(xì)胞(包括腫瘤細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞)的數(shù)量除以活腫瘤細(xì)胞總數(shù)再乘以100。如果CPS≥1,則認(rèn)為該病人存在PD-L1過(guò)表達(dá),即PD-L1表達(dá)陽(yáng)性。②腫瘤比例評(píng)分(TPS):相對(duì)于樣品中存在的所有腫瘤細(xì)胞中PD-L1陽(yáng)性細(xì)胞(具有(1+)~(3+)強(qiáng)度的全部或部分細(xì)胞膜染色的活腫瘤細(xì)胞)的百分比。如果TPS≥1%,則認(rèn)為該病人存在PD-L1過(guò)表達(dá),即PD-L1表達(dá)陽(yáng)性。
1.5統(tǒng)計(jì)分析
用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn),以P<0.05為差異有顯著性。
2結(jié)果
2.1HER2基因擴(kuò)增情況
本研究IHC檢測(cè)HER2(3+)胃癌病人92例,NGS檢測(cè)顯示84例病人存在HER2基因擴(kuò)增,8例病人未顯示HER2基因擴(kuò)增,IHC與NGS檢測(cè)結(jié)果的一致性為91.3%。HER2基因擴(kuò)增病人中合并HER2基因錯(cuò)義突變者10例(10.7%),合并基因融合者17例(20.7%),同時(shí)合并基因錯(cuò)義突變與基因融合者1例(1.1%)。
2.2MSI狀態(tài)與HER2基因擴(kuò)增的關(guān)系
本文研究92例HER2陽(yáng)性胃癌病人中,MSS病人90例(97.8%),MSI-H病人2例(2.2%),84例發(fā)生HER2基因擴(kuò)增的病人均呈MSS狀態(tài),無(wú)MSI-H病人,HER2基因擴(kuò)增與MSI-H可能存在互斥關(guān)系。
2.3CPS標(biāo)準(zhǔn)下HER2陽(yáng)性胃癌組織中PD-L1表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系
本研究92例HER2陽(yáng)性胃癌病人PD-L1陽(yáng)性率為89%,其中CPS≥5者占81.5%,CPS≥10者占55.0%。在該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)下,PD-L1表達(dá)與病人的臨床病理特征無(wú)相關(guān)性(P>0.05)。見(jiàn)表1。
2.4TPS標(biāo)準(zhǔn)下HER2陽(yáng)性胃癌組織中PD-L1表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系
本研究92例HER2陽(yáng)性胃癌病人PD-L1陽(yáng)性率為24%,無(wú)PD-L1表達(dá)超過(guò)50%的病人。在該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)下,PD-L1表達(dá)與病人的臨床病理特征無(wú)相關(guān)性(P>0.05)。見(jiàn)表2。
3討論
目前,HER2受體是胃癌靶向治療最為有效靶點(diǎn),其過(guò)表達(dá)主要由HER2基因擴(kuò)增導(dǎo)致,臨床常用檢測(cè)方法為IHC和熒光原位雜交(FISH),陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)是HER2 IHC(3+)或IHC(2+)/FISH+。各國(guó)家/地區(qū)的HER2陽(yáng)性胃癌發(fā)病率存在差異,為7%~34%,兩項(xiàng)針對(duì)中國(guó)人群的研究結(jié)果分別為13%和12%[1-2]。本研究共檢索到青島大學(xué)附屬醫(yī)院2013年1月—2017年12月行胃癌手術(shù)且行HER2 IHC檢測(cè)病人1 390例,其中HER2(3+)胃癌病人105例,HER2(2+)胃癌病人53例,陽(yáng)性率為7.5%。此結(jié)果與我國(guó)既往報(bào)道的研究數(shù)據(jù)差異較大,考慮主要原因是IHC檢測(cè)HER2(2+)者未采用FISH檢測(cè)進(jìn)一步驗(yàn)證和數(shù)據(jù)搜索時(shí)出現(xiàn)信息偏倚。ROSS等[3]研究表明,在乳癌和胃癌中采用NGS技術(shù)確定HER2狀態(tài)是可行的,尤其是針對(duì)IHC或者FISH評(píng)價(jià)中模棱兩可的病例具有明顯優(yōu)勢(shì)。JANJIGIAN等[4]研究顯示,對(duì)于評(píng)估胃癌組織HER2陽(yáng)性狀態(tài),IHC/FISH和NGS的一致率為93.7%。在本研究中,IHC檢測(cè)HER2(3+)病人共92例,NGS檢測(cè)84例發(fā)生HER2基因擴(kuò)增,兩者一致率為91.3%,與上述研究結(jié)果基本一致,提示NGS檢測(cè)可以作為胃癌HER2狀態(tài)評(píng)估的方法之一。
有研究結(jié)果顯示,MSI-H在胃癌中的發(fā)生頻率為5.6%~33.3%,但是并無(wú)研究報(bào)道其在HER2陽(yáng)性胃癌中的發(fā)生頻率[5]。癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)顯示,MSI-H的胃癌病人占21.7%,該亞型具有高突變率,但是缺乏HER2等常見(jiàn)基因的擴(kuò)增結(jié)果[6]。亞洲癌癥研究小組(ACRG)的研究結(jié)果顯示,61例MSI胃癌病人均未見(jiàn)HER2基因擴(kuò)增,在MSS胃癌病人中HER2基因擴(kuò)增更常見(jiàn)。本研究中,92例HER2陽(yáng)性胃癌病人中有MSI-H胃癌病人2例(2.2%),但是發(fā)生HER2基因擴(kuò)增的84例胃癌病人均表現(xiàn)為MSS,未發(fā)現(xiàn)MSI-H病人,結(jié)合TCGA、ACRG研究結(jié)果,我們認(rèn)為HER2基因擴(kuò)增與MSI-H之間可能存在互斥關(guān)系。當(dāng)然,這需要進(jìn)一步分子研究證實(shí)。
對(duì)于應(yīng)用于胃癌中計(jì)算PD-L1表達(dá)量的兩種方法,TPS已被證實(shí)不能有效預(yù)測(cè)病人對(duì)免疫藥物的治療反應(yīng),而CPS則具有良好的預(yù)測(cè)作用及可重復(fù)性。這兩者的區(qū)別在于CPS不只反映腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá),同時(shí)還反映了免疫細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)。既往研究顯示,胃癌組織中PD-L1過(guò)表達(dá)與浸潤(rùn)深度(T分期)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(N分期)、血管侵犯、EB病毒感染、MSI狀態(tài)等顯著相關(guān),而與性別、年齡、腫瘤部位、腫瘤大小、分化程度、Lauren分型、TNM分期、淋巴管侵犯、神經(jīng)浸潤(rùn)等無(wú)明顯關(guān)系[7]。而本研究結(jié)果顯示,無(wú)論在TPS還是在CPS標(biāo)準(zhǔn)下,PD-L1過(guò)表達(dá)與HER2陽(yáng)性胃癌病人的性別、年齡、腫瘤部位、術(shù)后分期、T分期、N分期、血管浸潤(rùn)、神經(jīng)侵犯、分化程度等均無(wú)明顯關(guān)系。本研究中CPS標(biāo)準(zhǔn)下HER2陽(yáng)性胃癌病人PD-L1的陽(yáng)性率為89%,明顯高于以往報(bào)道的胃癌組織PD-L1陽(yáng)性率。根據(jù)公式CPS=TPS+MIDS(免疫細(xì)胞PD-L1染色陽(yáng)性的比例)[8],可以大體估算HER2陽(yáng)性胃癌組織中免疫細(xì)胞PD-L1陽(yáng)性率約為65%,而THOMPSON等[9]報(bào)道胃癌組織中浸潤(rùn)免疫細(xì)胞的PD-L1陽(yáng)性率為44%,可以看出HER2陽(yáng)性胃癌組織免疫細(xì)胞上有更多的PD-L1表達(dá)。有研究表明,HER2受體過(guò)表達(dá)可促進(jìn)胃癌細(xì)胞上PD-L1的表達(dá);進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),抑制HER2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中PI3K-AKT-mTOR通路可降低發(fā)生HER2蛋白過(guò)表達(dá)的胃癌細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)[10-11]。上述研究在不同方面解釋了本研究中HER2陽(yáng)性胃癌組織中PD-L1陽(yáng)性率較高的原因。
KEYNOTE-061Ⅲ期臨床試驗(yàn)的陰性結(jié)果宣告了免疫治療在胃癌二線治療中的失敗,但亞組分析顯示,在PD-L1 CPS≥10的病人中,帕博利珠單抗對(duì)比紫杉醇化療觀察到了總生存期(OS)獲益的趨勢(shì)(17.4 vs 10.8個(gè)月)[12]。本研究中,HER2陽(yáng)性胃癌病人具有更高的PD-L1陽(yáng)性率,其中CPS≥10的病人占55.0%,這提示HER2陽(yáng)性胃癌病人更有可能在免疫治療中獲益。另外,臨床前研究顯示,抗程序性死亡受體1(PD-1)單抗聯(lián)合抗HER2治療存在協(xié)同作用,曲妥珠單抗可以刺激HER2特異性的T細(xì)胞反應(yīng),增加腫瘤細(xì)胞的PD-L1表達(dá),而抗PD-1單抗可以增強(qiáng)曲妥珠單抗的T細(xì)胞特異性免疫[13-14]。2019年ASCO年會(huì)報(bào)道一項(xiàng)Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示,曲妥珠單抗聯(lián)合化療、帕博麗珠單抗治療HER2陽(yáng)性胃癌客觀緩解率(ORR)達(dá)到87%,疾病控制率(DCR)高達(dá)100%,12個(gè)月的總生存率為76%,該研究證實(shí)了HER2陽(yáng)性胃癌靶向治療與免疫治療聯(lián)合治療方案的應(yīng)用價(jià)值[15]。
綜上所述,IHC和NGS技術(shù)檢測(cè)胃癌組織中HER2表達(dá)的一致率較高,NGS技術(shù)檢測(cè)評(píng)估胃癌HER2狀態(tài)具有潛在價(jià)值;胃癌組織中HER2基因擴(kuò)增與MSI-H可能存在互斥關(guān)系;HER2陽(yáng)性胃癌CPS標(biāo)準(zhǔn)下的PD-L1陽(yáng)性率高于TPS標(biāo)準(zhǔn)下的PD-L1陽(yáng)性率,但二者均與臨床病理特征無(wú)關(guān)。本研究的不足之處是缺乏HER2陰性胃癌病例作為對(duì)照,故本研究結(jié)果仍需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。
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(本文編輯 馬偉平)