文摘
目标。成纤维细胞激活蛋白α(FAP)是高度表达的癌症相关成纤维细胞在多种上皮癌。本研究的目的是描述FAP表达肉瘤探索其潜在效用作为诊断和治疗目标和肉瘤预后的生物标志物。方法。可用骨或软组织肿瘤患者的组织样本被确定在加州大学的洛杉矶。FAP是评估通过免疫组织化学表达在肿瘤样本(包含IHC) (n= 63),邻近正常组织(n= 30),和积极的控制(n= 2)使用半定量的系统强度(0 =负面;1 =弱;2 =温和;,3 =)和密度(没有,< 25%,25 - 75%;> 75%)在基质和肿瘤/ nonstromal细胞和使用定性总分(不检测,低、中、高)。此外,RNA序列数据在公开数据库被用来比较FAP表达式样本中(n= 10626)从不同癌症类型和评估之间的联系FAP表达式和总生存期(OS)肉瘤(n= 168)。结果。大多数肿瘤样本的FAP包含IHC强度得分≥2和基质细胞密度分数≥25%(77.7%)和肿瘤细胞(50.7%)。所有硬纤维瘤纤维瘤病,myxofibrosarcoma,孤独的纤维性肿瘤,未分化的多形性肉瘤样中等或高FAP整体分数。肉瘤是最高的癌症类型意味着FAP表达式由RNA序列。没有显著差异在OS肉瘤患者低与高FAP表达式。结论。大多数的肉瘤样显示FAP表达式/ nonstromal细胞基质和肿瘤。进一步调查FAP的潜在的肉瘤的诊断和治疗目标是否合理。
1。介绍
肉瘤是一种异构的恶性肿瘤引起的骨骼、软骨、结缔组织(1]。大约有16000新发病例肉瘤和在美国每年6500人死于肉瘤(2]。尽管多模式治疗,其中可能包括手术、放疗、化疗和/或,5年肉瘤患者的总生存期(OS)大约是60%3- - - - - -5]。
鉴于异构和肉瘤预后差,有一个伟大的兴趣识别新的诊断和治疗靶点。成纤维细胞激活蛋白α(FAP)已被建议作为一个潜在的目标在不同癌症类型(6- - - - - -14]。FAP是一个II型膜结合糖蛋白与蛋白酶酶活性(15]。FAP已被证明是高度表达的癌症相关的成纤维细胞(战乱国家)在多种上皮癌通常缺席FAP表达的肿瘤细胞(7,16- - - - - -18]。此外,在上皮癌,FAP表达式被发现与增殖,血管生成,迁移,入侵,预后不良8,19- - - - - -26]。之前的研究表明,大多数的正常成人组织较低或没有FAP表达式(7,8,27,28]。然而,增加FAP据报道在胰岛α细胞中表达,子宫内膜细胞,多能干细胞骨髓基质细胞,胎儿间充质组织,成纤维细胞激活和病理网站,如伤口愈合或炎症(7,15,27- - - - - -33]。因此,FAP表达式与活化增殖间充质细胞在胎儿发育有关,治疗,恶性肿瘤(7,15,28- - - - - -31日,34]。
FAP是一个战乱国家的重要标志。战乱国家是异质的细胞肿瘤基质或肿瘤微环境的关键部件7,35]。描述了各种表型和功能亚型包括染色、炎症、抗原递呈,血管战乱国家虽然目前没有一个共识分类系统或命名CAF亚型(6,36,37]。作为一个群体,战乱国家形状细胞外基质(ECM),导致代谢和免疫重组8,35]。战乱国家已被证明会促使癌细胞生存、增长、转移,化疗,免疫逃避35,38- - - - - -41]。
鉴于FAP的微分表达式,限于没有表达在正常组织和高表达在战乱国家,诊断方法和治疗目标FAP作为一种间接目标癌细胞非常感兴趣。肉瘤来源于间充质细胞,FAP也可以用作癌症细胞肉瘤的直接目标。然而,文学在肉瘤是有限的(FAP表达式25,27,42]。因此,一个更全面的理解理解FAP表达式的肉瘤是至关重要的潜在效用作为诊断的成像目标,分期,治疗反应评价,并作为一个潜在的治疗目标。这包括了解表达式的FAP战乱国家和肿瘤细胞肉瘤microenviroment。
这里,我们的第一个目标是通过免疫组织化学分析FAP的表达式(包含IHC)组织样本的骨与软组织肿瘤亚型患者,包括肉瘤,可以在我们中心。我们的第二个目标是分析FAP的RNA序列的表达及其与操作系统使用公开可用的数据。
2。方法
2.1。样本的选择
我们进行了一项制度审查委员会批准(IRB # 10 - 001857)回顾性的图表总结患者的病理报告诊断骨或软组织肿瘤之间1月1日2007年7月31日,2020年和病理样本可以在加州大学的洛杉矶。我们确认73 59名患者的肿瘤样本可用病理证实骨或软组织肿瘤的诊断。样本收集来自不同治疗时间点包括预处理和postchemotherapy收集和/或辐射,同时从主服务器和转移性网站。此外,我们确定了37个可用相邻正常组织样本收集的同时肿瘤活检或切除术36例。所有样本re-reviewed肉瘤的病理学家(S.N.)和专业知识来选择最佳代表从肿瘤组织块和邻近的正常组织。
2.2。免疫组织化学
档案formalin-fixed石蜡包埋组织标本来自肿瘤活检或切除术。苏木精和伊红染色())和FAP标本进行了加州大学洛杉矶分校组织病理学核心实验室。多克隆兔anti-FAPα抗体从Abcam利用(目录ab207178数量)。疣状徕卡债平台上进行。积极的控制(结肠癌肿瘤样本)使用。所有幻灯片都扫描在20 x放大。综述了样品使用轨道图像分析软件和数字1使用QuPath软件(43,44]。十七岁的110个样本(15%;n= 10肿瘤;n正常= 7)被排除在外是因为多孔性差。因此,63 53个病人和肿瘤样本30邻近正常组织样本来自29个受试者可供FAP包含IHC表达分析。每个样本的评估包含IHC染色是由一个肿瘤学家(J.N.C.)和病理学家(A.S.)和达成共识。FAP染色强度和密度分级半定量的0 - 3的规模(0 =负面;1 =弱;2 =温和;3 =强烈)和从0 - 100%(没有,< 25%,25 - 75%;分别为> 75%)。此外,定性FAP表达式的总分中被分配到每个样本如下:没有发现,低,中,高。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
(k)
(左)
对于肿瘤样本,基质细胞和肿瘤细胞分别得分。相邻的正常样本,基质和nonstromal细胞分别得分。FAP强度平均得分为每个这些细胞类型的计算。肿瘤和正常样本的百分比与积极的FAP染色法进行了计算。FAP阳性染色被定义为FAP包含IHC强度得分≥2和FAP包含IHC密度分数≥25%。
2.3。RNA序列数据采集、处理和分析
公开的RNA序列数据从病人肿瘤样本从(1)获得癌症基因组图谱(TCGA)通过加州大学圣克鲁斯分校的计算基因组学实验室齐娜浏览器(数据可用http://xena.ucsc.edu/在datahub TCGA Pan-Cancer);(2)适用的治疗研究生成有效的治疗骨肉瘤的数据集(数据可以从(目标)https://portal.gdc.cancer.gov/projectsdbGaP研究加入phs000218数量);(3)从实验室Alejandro Sweet-Cordero (Sayles等人手稿;数据可以在https://ega-archive.org/在数据集ID EGAS00001003201) (45,46]。辛劳的TCGA齐娜浏览器下载的数据处理形式和剩余的数据处理通过辛劳管道在我们的实验室。辛劳是计算管道通过原始RNA排序文件可以以统一的方式处理,以减少批效果进行荟萃分析的RNA序列来自不同实验运行的数据或数据集47]。上四分位数标准化的数量产生的辛劳数据文件处理。所有数据日志转换(log2 (x+ 1))和FAP表达式比较癌症亚型。OS数据肉瘤患者从齐娜下载浏览器。操作系统的数据质量,TCGA之前已经报道过(48]。生存分析使用r中的生存包执行操作系统对象之间的比较与FAP在上、下四分位数和表达式p基于卡方测试值的计算。
3所示。结果
3.1。样本的选择
共有63个肿瘤样本,30肿瘤旁正常组织样本,样本和2积极控制(结肠癌肿瘤样本)的多孔性审查FAP)幻灯片和量化的染色。摘要肿瘤类型和样本来源如表所示1。
更多细节关于每个样本,包括治疗的地位,包括在补充文件1。63年的肿瘤样本,包括肿瘤亚型血管肉瘤(n= 2;3.2%),部分肺泡软肉瘤(asp) (n= 4;6.4%),硬纤维瘤纤维瘤病(DF) (n= 5;7.9%),尤因肉瘤(n= 7;11.1%)、平滑肌肉瘤(n= 7;11.1%),分化脂肪肉瘤(n= 4;肉瘤6.3%),去分化脂肪肉瘤(n= 4;6.4%)、多形性脂肪肉瘤(n= 1;1.6%),myxofibrosarcoma (MFS) (n= 5;7.9%),骨肉瘤(n= 5;7.9%),单独纤维肿瘤(SFT) (n= 4;6.4%),滑膜肉瘤(SS) (n= 6;9.5%),未分化的多形性肉瘤(UPS) (n= 9;14.3%)。
3.2。包含IHC分析
代表)和FAP彩色图像如图1,包括肿瘤和正常样本不同FAP强度、密度、和整体分数。这包括的asp与邻近正常组织(分别为a和B板),额外的asp(面板C)的情况下,与邻近正常组织的DF(分别为电池板D和E)、MFS面板(F), SFT面板(G), SS (H),两种情况的UPS(我和L板)、骨肉瘤(面板K),和积极的控制。摘要FAP分数图所示2和表2。FAP的细节包含IHC表达式结果列出了各个样品在补充文件1。
(一)
(b)
(c)
(d)
如表所示2,大多数肿瘤样本有积极的FAP染色的基质细胞(77.7%)和肿瘤细胞(50.7%)。相反,正常的样品,只有36.7%有积极的FAP染色的基质细胞(36.7%)和(0%)没有积极FAP nonstromal细胞的染色。
如图2,所有DF (n= 5)、MFS (n= 5)、SFT (n= 4),UPS (n= 9)样本总体成绩中等或高。补充文件1所示,在所有DF样本,肿瘤和间质细胞FAP强度分数3和FAP密度分数> 75%。此外,在所有MFS的样本,SFT, UPS,肿瘤和间质细胞FAP强度分数≥2和FAP密度分数≥25%除了1 UPS示例肿瘤FAP强度得分为1。值得注意的是,FAP染色观察周围血管和代表图像如图1(k)。
3.3。RNA序列
RNA序列数据从10626年组织样本来自不同癌症类型进行了分析,如图3(一个)。骨肉瘤(n= 96)和软组织肉瘤(n= 262)是最高的癌症类型FAP表达式。RNA序列的数据358肉瘤样本(106党卫军,平滑肌肉瘤,57脂肪肉瘤,25 MFS 52 UPS, 10恶性周围神经鞘瘤(对于),2 DF,和96年骨肉瘤样)如图3 (b)。最高水平的FAP RNA表达在DF和最低的党卫军。
(一)
(b)
(c)
OS和RNA序列数据可供168肉瘤患者(9党卫军,45平滑肌肉瘤,27脂肪肉瘤,13 MFS 29 UPS, 5 MPSNT 2 DF,和38骨肉瘤)。如图3 (c)操作系统没有明显不同,肉瘤患者低FAP表达式(下四分位数Q1,n= 42)和肉瘤患者高FAP表达式(上四分位数第四季度,n= 42)(p= 0.11)。鉴于肉瘤亚型的临床行为的多样性,也表现为个人生存分析肉瘤亚型最大数量的患者(平滑肌肉瘤、UPS、骨肉瘤),又没有明显不同相比下四分位数的FAP患者表达上四分位数。
4所示。讨论
之前的研究已经表明,FAP是高度表达的战乱国家有限的正常成人组织中不表达(7,8,16- - - - - -18,27,28]。这一点,再加上战乱国家的癌症支持作用,使得FAP有前途的诊断和治疗的目标。大多数现有的文献主要集中在FAP表达在上皮癌和肉瘤FAP是有限的数据表达。肉瘤中的数据包括研究Rettig et al ., Dohi et al .,和元et al。25,27,42]。当前的研究增加了这项工作通过加入更多的骨与软组织肿瘤亚型,包含IHC从原发性和转移性肿瘤的网站,和各种治疗时间点。
在最近的研究中,通过包含IHC FAP和RNA的表达顺序是显示变量在不同骨与软组织肿瘤亚型表达发生在最高的DF, MFS、SFT, UPS样本。DF、MFS和SFT被归类为成纤维细胞的肿瘤和染色法(49]。因此,考虑到成纤维细胞的描述这些肿瘤那时染色法,也就不足为奇了这些肿瘤类型显示强烈的FAP表达式。在上皮癌,FAP表达式主要局限于基质细胞虽然肿瘤细胞表达FAP据报道在一些癌症类型包括胶质母细胞瘤和子宫上皮鳞状细胞癌(8,14]。在当前的研究中,大部分的肉瘤样基质和肿瘤细胞显示FAP表达式。
之前的研究,包括荟萃分析,评估多种癌症类型包括骨肉瘤,发现FAP的高表达与贫穷相关的结果(22]。然而,在当前的研究中我们没有发现显著差异在总体存活率比较对象和RNA序列FAP表达上、下四分位数。必须指出这个生存分析中执行少量的对象在一个有限数量的肉瘤亚型。因此,虽然FAP表达式没有发现一个预后生物标志物在我们的分析中,分析未来可能进一步澄清如果在某些肉瘤亚型预后。
肉瘤的管理进步,包括那些亚型与FAP表达水平最高,是必要的。DF没有本地转移潜力,被认为是一个积极的软组织肿瘤,而不是一个真正的肉瘤。不过,它可以影响至关重要的结构,导致发病和死亡50]。MFS与[高复发风险的地方51]。SFT被认为是一个中间恶性肿瘤通常表现在一个良性的、无痛的方式虽然SFT的子集有局部复发和转移的倾向52]。UPS是高档激进的软组织肉瘤,缺乏特定的分化(线53]。
氟脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射断层扫描(PET)是经常使用分段的肉瘤,但不同变量之间的效用肉瘤亚型(54]。因此,需要改进的成像方法诊断、分期和治疗响应评价肉瘤。放射性药物目标FAP,叫做FAP抑制剂(FAPI),最近发展起来的。FAPI-PET示踪剂取得了可喜的成果迄今为止tumor-to-background对比度高比率在不同癌症类型(10- - - - - -13,55,56]。
先前的研究已经显示出肉瘤FAPI-PET示踪剂的有前景的结果。(10,13,57]。具体地说,最近的一项前瞻性试验包括47个肉瘤患者成像与68 -镓(68年Ga) -FAPI-PET FAPI-PET之间表现出显著相关性吸收强度和FAP病理表现以及高灵敏度和预测正值FAPI-PET [10]。此外,在45复发性软组织肉瘤患者,顾和同事们发现68年Ga-DOTA-FAPI-04宠物发现更多的损伤和改善了敏感性,特异性,阳性预测值和阴性预测值相比18 f-fdg宠物。
需要进一步调查了解如果FAPI宠物追踪器可以提供增加了肿瘤检测灵敏度比其他成像方法在肉瘤。目前,有很多积极的临床试验招募病人FAP-targeted成像的肉瘤患者可能有资格如表所示3。
鉴于肉瘤的总体预后不良,新颖的治疗非常必要的。癌症肿瘤基质的支持功能和FAP表达式由战乱国家刺激的调查方法治疗目标FAP在不同癌症类型(7,37,59,60]。鉴于FAP的高表达在肿瘤细胞和基质在各种肉瘤亚型,进一步研究治疗目标FAP肉瘤是必要的。FAP和基质细胞的免疫抑制作用进一步提高免疫治疗方法的兴趣(39- - - - - -41]。FAP是一个潜在的目标抗原免疫治疗方法包括抗体药物配合,双特异性t细胞衔接器(咬),和嵌合抗原受体(车)- t细胞疗法(9]。
多个FAP-targeting免疫疗法的临床前研究各种癌症类型显示潜在的承诺和有限的毒性(61年- - - - - -68年]。然而,值得注意的是,一项研究显示,小鼠骨髓毒性和致命的恶病质轴承胰腺导管腺癌治疗FAP-targeting CAR-Tcells [58]。至于肉瘤,人性化的点头scid IL2Rγ零小鼠接种人纤维肉瘤细胞表达FAP, anti-FAP-F19-ΔCD28 / CD3的结合ζ-CAR-T细胞和PD-1封锁表现出显著的抗肿瘤活性和改善生存65年]。
FAP-targeting疗法的临床研究也在进行中。1期临床试验调查sibrotuzumab人源化单克隆抗体针对FAP,各种癌症已知FAP积极性没有客观肿瘤反应,但可以忍受的(69年]。此外,在第一阶段临床试验F19 FAP-CAR-T-cells恶性胸膜间皮瘤患者(NCT01722149),没有任何证据表明治疗的毒性是观察和持久性CAR-T外周血细胞(66年,70年,71年]。此外,“等人最近报道疾病控制在几个肉瘤患者接受FAP-targeted放射性配体疗法(72年,73年]。表4显示正在进行治疗试验针对FAP包括肉瘤患者可能是合格的。
进一步的工作描述FAP表达正常组织需要了解潜在的目标与FAP-targeted干预肿瘤的影响。在当前的研究中,FAP染色周围血管之前确认报告(8,14]。FAP表达也出现在部分正常tumor-adjacent样品检查,虽然比肿瘤样本在较低水平,已报道之前(14]。有可能是正常microenvionment tumor-adjacent组织受到附近的肿瘤。因此,我们必须谨慎的解释这些数据作为肿瘤旁正常组织样本获得标本可能不反映正常健康组织(74年]。
当前研究的局限性包括有限数量的肉瘤亚型和总样本包括在内。需要进一步的工作包括调查FAP在其他肉瘤亚型表达,在正常组织表达进一步评估。
5。结论
在这项研究中,通过包含IHC FAP和RNA的表达顺序是显示变量在不同最高的骨与软组织肿瘤亚型表达发生在DF, MFS、SFT, UPS样本。FAP可以作为一个潜在的诊断和治疗目标在某些肉瘤亚型。
数据可用性
结果发表在这里是部分基于数据生成的治疗研究适用于生成有效的治疗方法(目标)计划(https://ocg.cancer.gov/programs/target)(数据可用https://portal.gdc.cancer.gov/projectsdbGaP研究加入phs000218数量)、癌症基因组图谱(TCGA) (https://www.cancer.gov/tcga)由加州大学圣克鲁斯分校的处理(数据可用http://xena.ucsc.edu/在datahub TCGA Pan-Cancer),亚历杭德罗博士的实验室Sweet-Cordero (Sayles等人的论文;数据可以在https://ega-archive.org/在数据集ID EGAS00001003201) (45,46]。扫描的文件包含IHC幻灯片可以要求从相应的作者。
信息披露
杰奎琳·n .起重机和丹尼尔·s·格雷厄姆co-first作者。这项工作提出了作为海报在虚拟结缔组织肿瘤学协会年会在2021年11月。
的利益冲突
F.C.E. Certis肿瘤学的科学顾问委员会。T.G.G.咨询与Auron疗法和股权协议,无限的生物,Coherus生物科学,Trethera公司。作者宣称没有利益冲突。
确认
作者感谢癌症基因组图谱(TCGA)生成有效的治疗方法和治疗应用研究(目标)项目和亚历杭德罗博士的实验室Sweet-Cordero分享RNA序列数据。作者对时间和精力由加州大学洛杉矶分校组织病理学核心实验室工作人员在准备我们的样品和FAP包含IHC表演。最后,作者深深感激的病人,他们的家人,肉瘤进一步了解的机会。J.N.C.承认这项工作得到了伊莱并广泛的加州大学洛杉矶分校的再生医学和干细胞研究中心培训计划和加州大学洛杉矶分校肿瘤细胞生物学培训项目博士后奖学金(USHHS露丝l . Kirschstein机构国家研究服务奖# T32 CA009056)。J.N.C, T.G.G,北卡罗来纳州F也承认Alan b . Slifka基金会的支持。
补充材料
这个文件包含了每个样本的详细信息包括对象标识符、样品名称、笔记关于肿瘤之间的关系和相邻的正常样本,肿瘤诊断、FAP肿瘤/其它细胞强度和密度分数,FAP基质细胞强度和密度分数,FAP的总体成绩,示例源(原发肿瘤,转移,邻近正常),和治疗状态。(补充材料)