CDX2蛋白是一种新的生物标志物,可识别出一小部分可从辅助化疗获益的Ⅱ期结直肠癌患者。目前,这些患者一般仅接受手术治疗。(N Engl J Med.
2016年1月21日在线版)
有学者表示,在这些患者中应用CDX2作为预后标志物可能比临床分期更具有预测价值,而临床分期是目前指导治疗决策的传统方式。
CDX2是一种在肠道发生的主要转录因子。斯坦福大学的研究者报道了他们如何识别出CDX2并发现其可在结直肠癌中用作预后分子标志物的过程。
CDX2阴性结直肠癌患者的5年无病生存期(DFS)和CDX2阳性患者相比更短。另外,分析提示,CDX2阴性的Ⅱ期患者中,接受辅助化疗患者的5年DFS长于未接受辅助化疗的患者。
斯坦福大学干细胞生物学和再生医学研究所的Michael F.
Clarke是本研究的主要负责人,他表示,CDX2识别出了一组可在辅助化疗中获益的Ⅱ期结直肠癌患者。
贝勒大学医学中心的C.Richard Boland在同期社论中称:“我们应该向Clarke博士及其团队的工作致敬”。
另一篇同期社论强调了本研究数据共享应用的方法学。Dan L. Longo和Jeffrey
Drazen指出:“新的研究者依靠自身的想法在其领域中获得了成功,和掌握数据的研究者开始共生合作,而非寄生式的合作,最终将该领域推动到单凭任何一个团队都无法达到的地步”。研究者应用国家生物技术信息基因表达集中心(NCBI-GEO)的数据库来识别CDX2基因。而组织样本则由国家癌症中心癌症诊断项目(NCI-CDP)、国家外科辅助乳腺及肠道计划(NSABP)和斯坦福组织微阵列数据库(STMD)提供。
结直肠癌癌症干细胞
对Clarke来说,这项研究在合作多年后达到顶峰,是“第一项证明癌症干细胞研究可能带来治疗获益的研究”。
该研究最早于实验室中开始探究可用于定义并富集于结肠癌干细胞中的标志物。哥伦比亚大学的Piero Dalerba和加利福尼亚大学的Debashis
Sahoo是本研究的共同作者,为本研究做出了突出贡献,他们首先开始识别在结肠隐窝底部不成熟结肠上皮细胞中表达的活化白细胞粘附分子ALCAM/CD166作为分子标志物。
ALCAM/CD166可识别结肠癌干细胞,这让研究者们开始寻找在ALCAM/CD166阳性肿瘤中未表达而在ALCAM/CD166阴性肿瘤中表达的基因。候选基因可能反过来和干细胞样状态相关,并且在分化细胞中表达更高。
Sahoo指出,他们分析出的这些蛋白可能涉及结肠组织的成熟,而且可能不会在侵袭性更强的不成熟肿瘤中被发现。
为了达成目标,研究者应用生物信息学技术,分析了超过2300个人类结肠基因表达阵列(可在NCBI-GEO数据库中下载),并识别出16个候选基因,但他们只对可活化的基因感兴趣,即可转录为蛋白的基因,临床标本中可用组织化学方法中观察到。
在所有这些基因中,一个众所周知的基因是CDX2,现在已经有了临床级别的诊断试验方法。
Dalerba表示,选择CDX2,因为它是候选基因中唯一一个已经在临床中用作诊断性分子标志物的基因。另外,CDX2是一种控制结肠表皮细胞中多种分化基因表达的主要转录因子,这一点也引起了他们的兴趣。
从实验室到临床
为了确定CDX2的临床相关性,研究者把NCBI-GEO数据库中有5年DFS和CDX2状态数据的466例患者作为发现病例,评估了CDX2和5年DFS的相关性。研究者发现,CDX2阴性患者(32例)和CDX2阳性患者(434例)的5年DFS率显著不同(41%
vs. 74%,P<0.001)。
在验证病例中,研究者分析了NCI-CDP的结肠癌组织微阵列。微阵列选择可反映患者肿瘤复发与长期随访间的平衡关系。CDX2表达由先前已证实诊断可应用的CDX2单克隆抗体免疫组化来进行判断。由此,CDX2蛋白阴性患者(38例)的预后更差,5年DFS率为48%,而CDX2阳性患者(318例)的则为71%(P<0.001)。总生存率同样较低(33%
vs. 59%,P<0.001)。
在发现病例和验证病例过程中,相关性仍然存在显著差异,而和年龄、性别、肿瘤分期及分级无关。
在发现病例中,Ⅱ期患者和CDX阴性患者的5年DFS明显更低,分别为49%和87%(P=0.003),在验证病例中则分别为51%和81%(P=0.004)。
辅助化疗获益
研究者之后检测了CDX2状态是否可用于识别从辅助化疗获益的Ⅱ期患者。
在此分析中,研究者将Ⅱ期和Ⅲ期历史病例队列(1897例)数据库进行整合。这些数据来自NCBI-GEO(222例)和NCI-CDP(265例)的发现病例和验证病例,还有来自NSABP
C-07试验(1216例)和STMD(194例)的扩展队列。
在1897例患者中,669例为Ⅱ期疾病。其中多数为CDX2阳性(621例),其中389例接受了辅助化疗,剩余48例为CDX2阴性,其中23例接受了辅助化疗。在Ⅱ期和Ⅲ期患者中,接受辅助化疗患者均比未接受化疗患者的5年DFS率更高:Ⅱ期患者为91%
vs. 56%(P=0.006);Ⅲ期患者为74% vs.
37%(P=0.001)。CDX2阴性患者接受化疗后DFS显著优于未接受化疗患者。辅助化疗获益和原发肿瘤的浸润深度、手术切除淋巴结数、转移淋巴结数无关。
研究者在文中写到,CDX2阴性的Ⅱ期、Ⅲ期结肠癌患者可能从辅助化疗中获益,而且辅助化疗可能成为CDX2阴性的Ⅱ期患者的治疗选择,但是目前这些患者一般仅接受手术治疗。
Boland和共同作者Ajay
Goel在社论中指出:“此前识别高危Ⅱ期结肠癌患者亚组的研究都不够突出,预后和预测标准的缺失强调了发现生物标志物的必要性。
Boland指出:“CDX2的预后影响是本研究重要的临床实践意义。根据指南推荐,所有Ⅲ期患者都应该接受辅助化疗,而在Ⅱ期患者中对这一标准则存在争议。这是由于在大多数这类患者中不会出现复发。”在目前的治疗框架下,接受辅助化疗的Ⅱ期患者的5年DFS差异微小。根据注册登记或临床试验数据,Ⅱ期患者5年DFS率为80%~85%,尽管部分患者可从辅助化疗获益,但总体获益增加不足5%。而接受辅助化疗的患者还面临着并发症的风险(如奥沙利铂的神经毒性等),但对结局改善却作用有限。
目前临床预后标准主要依赖于病理分期。尽管目前的研究并不完美,也不是结论性的,但此研究为肿瘤医生对Ⅱ期结肠癌患者接受辅助化疗选择方法不足的情况提供了证据。
该研究提出了一个重要的问题:在CDX2沉默的过程中,什么样的机制可能发挥作用?该问题的解答会引导研究者发现解决根本问题的新方法。斯坦福的研究者对此表示赞同。考虑到本研究的探索性和回顾性设计,这些结果将需被进一步验证。
尽管如此,Clarke表示,发现病例和验证病例来自不同的数据库,而DFS却相似,这说明虽然CDX2阴性病例较少,但其影响的置信基础比较夯实。
Boland承认,前瞻性研究会需要花费数年来进行,他估计临床医生不会愿意等待那么久。CDX2的诊断试验已经可应用于临床,临床医生可能会开始应用CDX2来识别可能辅助化疗获益的Ⅱ期患者。
(编译 苗儒林)