热疗对消化道肿瘤细胞PD-L1表达影响的基础性研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:netrascal
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研究背景:消化道系统恶性肿瘤是一种常见的恶性肿瘤[1],具有较高的发病率、侵袭性和致死性,预后较差,也是国内外恶性肿瘤相关致死的主要原因[2],常见消化系统肿瘤包括食管癌、胃癌、结直肠癌、胰腺癌等,都是发病率和死亡率居于榜首的恶性肿瘤,极大威胁人类生命健康。在中国古代中医对肿瘤也早已有认识和描述,中医称肿瘤为“积聚、癥瘕”等,质地坚硬,推之不移的称为“岩”,相当于现代医学中的恶性肿瘤。随着现代医学的发展,肿瘤得到了更准确的诊断和更深入的研究,然而诊治效果仍不尽人意,超过70%的胃肠道(GI)癌症一经发现即被诊断为晚期及转移,错过最佳诊断和治疗时期。胰腺癌作为癌症死亡的第四大原因,大多数患者被诊断为晚期胰腺癌并伴淋巴结转移和远处转移,其治疗选择有限,只有通过手术切出才能治愈,但只有低于五分之一的患者到就诊时可行手术切除,总体5年生存率保持在10%左右。虽然胃肠胰腺肿瘤通过手术切除也可以潜在地治愈,但只有42-57%获得5年无病生存率,尽管传统的放、化疗联合介入等抗肿瘤方法取得了很大进步,但多数患者后期恢复及预后仍不良。肿瘤的免疫治疗应用免疫学机理,通过激活和提高机体抗肿瘤的免疫应答能力,协助机体免疫杀伤肿瘤细胞和控制癌细胞生长。由于免疫治疗具有肿瘤靶向杀伤、精准治疗、安全长效、副作用相对较小等特点,在科学研究和临床应用中都表现出优越的应用前景,有望成为肿瘤治疗的主流方法。在此背景下,提出程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1,Pdcd1),属于cd28/CTLA-4家族负性调节抗原受体,通过募集蛋白酪磷酸酶、SHP-2与两种配体PD-L1或PD-L2相互作用,在体内分布的范围广泛。程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)与其配体PD-L1的结合,通过对T细胞作用和功能的抑制,使肿瘤细胞回避免疫应答,从而逃过免疫杀伤效应,在肿瘤的宿主免疫逃逸机制中发挥重要作用。PD-L1表达与恶性肿瘤的关系在各种类型的癌症中均有报道。免疫检查点抑制剂(ICI)作为新型免疫治疗药物,已被应用于多种癌症(包括消化系统恶性肿瘤)的临床治疗,近年来一直作为肺癌、恶性淋巴瘤、肝癌及转移性三阴性乳腺癌(TNBC)患者的主要临床治疗方法之一并取得良好疗效,免疫检查点疗法也已成为第一个被广泛采用的晚期恶性黑色素瘤患者的免疫疗法,具有广泛的治疗恶性肿瘤的潜力,但是这仅限于一部分患者和肿瘤类型,尽管大多数胃肠道肿瘤及实体瘤通常被认为因免疫原性较差而应用免疫检查点抑制剂治疗效果并不理想,但基础研究结果和临床试验数据已证实,各种消化道癌症患者对基于ICI的治疗也存在高度应答。因此,发掘其他的治疗手段提高肿瘤细胞PD-L1的表达率,改善抗肿瘤免疫治疗效果,扩大免疫检查点抑制剂治疗的候选患者群至关重要。中医认为,素体虚寒,阳气不足,阴寒凝滞,气血不通导致痰瘀等病理物质的形成并在体内久滞不化,则形成“积聚、癥瘕”等有形之邪,进而化生为“岩”。所以在中医肿瘤的治疗中,常常用以温通之法,如在《黄帝内经》中便有用“熨法、灸法”等温热疗法用以治疗肿瘤。中医对肿瘤素有的温热疗法思维,在现代科学中也有类似的应用。热治疗作为肿瘤被广泛承认的治疗方式之一,现已通常用作已确立治疗方式(如化疗和放疗)的治疗,单独或联合用于癌症患者的治疗。热疗(HT)在癌症治疗和姑息治疗中的作用已在文献中讨论多年。有大量文章显示热疗的可行性及其在肿瘤治疗的反应和长期生存和预后改善方面的疗效。肿瘤热疗(HT)治疗的成功主要依赖于肿瘤和健康组织中达到的温度,温度的设置范围分别与治疗有效性和安全性相关,临床研究表明,应用轻度热疗(40-43℃)是一种有前景的实体瘤治疗辅助手段。在一些临床前聚焦于热疗与ICI联合应用的潜在协同效应的研究中发现一些免疫相关因素,可因局部体温升高增强对肿瘤的血流灌注,从而浸润内源性免疫细胞,可增强免疫检查点抑制剂的效果,使热疗与免疫检查点抑制剂联合作用起到相互促进作用。本研究以热疗对肿瘤细胞PD-L1表达的影响为出发点,探究热疗后培养人结肠癌细胞系SW480和人胰腺癌细胞系PANC-1的增殖情况与PD-L1表达的变化,以我们所观察到的这一现象为提高免疫检查点抑制剂应答率的研究方向提供新思路,希望对提高热疗联合免疫治疗的效果和扩大免疫治疗的患者群的进一步研究提供可能性。目的:⑴检测热疗对培养人结肠癌细胞SW480和人胰腺癌细胞PANC-1增殖和凋亡的影响。⑵分析比较在热疗治疗后即刻、24小时、48小时后人结肠癌细胞系SW480人胰腺癌细胞系PANC-1的生长状况。(3)探索热疗对培养人结肠癌细胞系SW480和人胰腺癌细胞系PANC-1 PD-L1表达的影响,为提高免疫检查点抑制剂应答率提供研究新的可能性,以期未来能进一步提高热疗联合免疫治疗的效果。方法:通过对培养人结肠癌细胞系SW480和人胰腺癌细胞系PANC-1分别水浴加热43℃、44℃、45℃30分钟后,置于37℃培养箱常规培养,并于加热后即刻、24小时、48小时收集细胞,采用CCK-8技术对热疗处理的细胞增殖状况进行检测,并于对应时间收集细胞进行蜡块包埋、切片后经免疫组化染色检测PD-L1的表达情况并进行TPS判读。结果:(1)CCK-8结果显示,当水浴加热温度在43℃,加热30min时,对PANC-1和SW480的增殖活性均起促进作用,加热后常规培养24h到48h内可见增殖活性明显提高,并且SW480对43℃30min的加热更为敏感,在常规培养24h后成倍增长,活性明显高于常规培养时的细胞。44℃热疗在48h内总体上降低了PANC-1细胞和SW480细胞的增殖活性。加热温度在44℃,加热时间为30min时,热疗对PANC-1起增殖抑制作用,对SW480 24h内起增殖抑制作用,而常规培养至48h后抑制作用并不明显,增殖活性较24h内有所提高,但测得44℃加热后48h内总体呈增殖抑制作用。加热温度在45℃,加热30min时,可得到对PANC-1起明显增殖抑制作用,对SW48024小时内无明显抑制作用,常规培养24h后可见明显细胞增殖活性受抑制作用。说明热疗时间为30min,温度在43℃时对PANC-1细胞和SW480细胞有增殖促进作用,热疗时间为30min,温度在45℃及以上时对P ANC-1细胞和SW480细胞有明显增殖抑制作用。(2)免疫组化染色结果显示,经热疗后的PD-L1表达强度明显无热疗的常规37℃培养组。判读TPS计数,43℃、44℃热疗后高表达过半,43℃热疗后25个视野中,SW480细胞15(25)例高表达(TPS≥50%),PANC-1细胞21(25)例高表达,44℃热疗后25个视野中,SW480细胞23(25)例高表达,PANC-1细胞24(25)例高表达,明显高于37℃常规培养时SW480细胞和PANC-1的高表达数。经统计学检验分析,43℃、44℃热疗组与37常规培养空白组阳性率间比较差异具有统计学意义(P<0.05),提示热疗可提高培养肠癌SW480细胞系和培养胰腺癌PANC-1细胞系PD-L1表达率。结论:(1)热疗对SW480细胞和PANC-1细胞增殖的抑制作用具有温度依赖性。(2)经热疗后结肠癌SW480细胞和胰腺癌PANC-1细胞的增殖活跃情况与PD-L1的表达存在相关性。(3)SW480细胞和PANC-1细胞经热疗处理后可见PD-L1的表达增高,提示热疗与培养肿瘤细胞的PD-L1表达存在正相关,可在一定温度范围内提高PD-L1的表达的阳性率。
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