《Scientific Reports》:Expression of progranulin (GP88) protein appears as an independent prognostic factor for clinical progression in high-risk prostate cancer patients
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前列腺癌(Prostate cancer, PCa)是男性第二常见恶性肿瘤,仍是全球范围内导致男性发病率和死亡率的主要原因。高危前列腺癌(high-risk PCa)是前列腺癌中预后标志物尤为匮乏的一类侵袭性亚群。前期研究表明,存活与增殖因子前颗粒蛋白(pro
前列腺癌(Prostate cancer, PCa)是男性第二常见恶性肿瘤,仍是全球范围内导致男性发病率和死亡率的主要原因。高危前列腺癌(high-risk PCa)是前列腺癌中预后标志物尤为匮乏的一类侵袭性亚群。前期研究表明,存活与增殖因子前颗粒蛋白(progranulin, GP88)是原发性前列腺癌的预后标志物。本研究旨在通过免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)表征高危前列腺癌中GP88蛋白表达特征,并探讨其与预后的关联。研究采用组织微阵列(tissue micro array, TMA)对94例高危前列腺癌患者样本进行GP88免疫组织化学染色,以H评分进行半定量评估。GP88染色H评分范围为3.69至252.51(中位数:109.28)。通过Kaplan-Meier生存分析和多变量Cox回归分析检验GP88染色与预后的关联。结果显示,在所有前列腺癌患者中,GP88高表达与更短的临床无进展生存期(clinical progression-free survival, CPFS)相关(P=0.043);该关联在以下亚组中同样显著:老年前列腺癌患者(>67岁;P=0.020)、pT3期肿瘤患者(P=0.008)、Gleason评分5分和6分患者(P=0.033和P=0.030),以及未接受放射治疗的患者(P=0.009,鉴于仅4例患者接受辅助放射治疗)。多变量Cox回归分析显示,GP88蛋白表达升高(RR=2.98;P=0.049)和术前前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen, PSA)水平(RR=5.29;P=0.030)是临床进展的独立预后因素。此外,对应低Gleason评分病灶中较低的GP88染色与免疫细胞存在相关,提示GP88具有免疫细胞抑制作用。综上所述,前颗粒蛋白(GP88)蛋白阳性极有可能是高危前列腺癌患者临床进展的独立预后因素。
本研究发表于《Scientific Reports》,聚焦于高危前列腺癌预后生物标志物的探索,系统评估了前颗粒蛋白GP88在该人群中的预后价值。
研究背景与科学问题
前列腺癌作为全球男性第二常见恶性肿瘤,每年新发病例约146万例,死亡约37.5万例。早期局限性前列腺癌通常可通过根治性前列腺切除术、外照射放射治疗或近距离放射治疗等局部治疗手段实现治愈。然而,部分患者终进展至激素难治性或去势抵抗性前列腺癌(castration resistant prostate cancer, CRPC)及其转移性形式(metastatic CRPC, mCRPC),后者是前列腺癌相关发病率和死亡率的主要原因。特别值得关注的是高危前列腺癌群体,其定义为具有以下至少一项危险因素:前列腺特异性抗原PSA>20 ng/ml、临床T3期(cT3)、穿刺活检Gleason评分8-10分,该类患者进展至mCRPC的风险最高,占原发治疗后10年复发的50%-75%。尽管目前已有基于临床参数的风险分层方法,但能够更精准预测高危前列腺癌临床进展的分子生物标志物仍然匮乏。
前颗粒蛋白(GRN,又称GP88、PGRN、PCDGF、Acrogranin、Proepithelin)是一种88 kDa糖蛋白,作为多效性生长因子可刺激血管生成、细胞增殖、迁移、侵袭、免疫逃逸、存活及抗癌药物耐药等多种细胞过程。GP88在多种肿瘤实体中过表达,通常与癌症患者不良预后相关。该蛋白参与调控ERK1/2、PI3K/Akt/mTOR等多种肿瘤相关信号通路。前期研究提示,GP88在正常前列腺组织中仅呈弱表达,在前列腺上皮内瘤变(prostatic intraepithelial neoplasia, PIN)发展阶段表达升高,在侵袭性前列腺癌中显著高表达;血清GP88水平与前列腺癌患者总生存期相关;免疫组织化学检测的GP88蛋白表达与原发性前列腺癌的不良总生存期、无复发生存期和癌症特异性生存期相关。然而,GP88在明确定义的高危前列腺癌患者中的预后价值尚待阐明。
技术方法
本研究所用患者前列腺组织样本来源于欧洲多中心前列腺癌临床与转化研究组(European Multicenter Prostate Cancer Clinical and Translational Research Group, EMPaCT)的组织微阵列TMA2队列。该队列包含1987年至2005年间在德国维尔茨堡大学医院和比利时鲁汶大学医院接受根治性前列腺切除术及盆腔淋巴结清扫的高危前列腺癌患者。研究人员采用针对GP88的单克隆小鼠抗GP88/PGRN抗体进行手动免疫组织化学染色,通过两位评估者对细胞质GP88表达进行半定量H评分(0-300分)。此外,利用Qupath软件对数字化病理切片中肿瘤区域的免疫细胞进行人工计数和二元分类(0=未检测到免疫细胞;1=存在免疫细胞)。统计分析采用Spearman双变量相关或卡方检验分析GP88染色与临床病理参数的相关性;通过受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)分析和Youden指数确定区分临床无进展生存期的最佳H评分界值;采用Kaplan-Meier分析、单变量和多变量Cox回归风险模型评估GP88表达与临床无进展生存期的关联。
研究结果
GP88蛋白表达及其与临床病理参数的相关性
研究纳入94例EMPaCT历史队列高危前列腺癌患者进行GP88免疫组织化学分析。GP88蛋白表达定位于细胞质,H评分范围为3.69至252.51(均值117.77,中位数109.28)。按四分位距将GP88染色分为四级:弱染色(H评分≤74.8)、中度染色(H评分>74.8且≤106.3)、强染色(H评分>106.3且≤158.5)和极强染色(H评分>158.5)。GP88 H评分与各临床病理参数(手术年龄、病理肿瘤分期pT、病理淋巴结分期pN、术前血清PSA、前列腺切除术标本Gleason评分、手术切缘状态、术后3个月内辅助雄激素剥夺治疗、术后3个月内辅助前列腺床放射治疗)均无显著相关性。
GP88表达与生存预后
GP88染色与总生存期、无病生存期或无复发生存期无显著关联。针对涵盖疾病复发或转移间隔的临床无进展生存期进行分析:ROC分析显示GP88 H评分可较准确地鉴别临床进展与否(界值<157 vs. ≥157,曲线下面积AUC=0.636,灵敏度53.8%,特异度77.8%)。Kaplan-Meier分析显示,高GP88染色组临床无进展生存期显著缩短(P=0.043)。
亚组分析揭示以下特征:(1)年龄分层:按中位年龄(≤67岁 vs. >67岁)分组后,仅老年组(>67岁)高GP88染色与更短临床无进展生存期相关(P=0.020),年轻组无显著关联;(2)肿瘤分期分层:仅在pT3组中,高GP88染色与更短临床无进展生存期相关(P=0.008),pT1和pT4组无显著关联;(3)Gleason评分分层:在GS5和GS6组中,高GP88染色与更短临床无进展生存期相关(P=0.033和P=0.030),其他GS组无显著关联,但鉴于GS5和GS6组无临床进展事件,尚需更大队列验证;(4)辅助治疗分层:在未接受辅助放射治疗组中,高GP88染色与更短临床无进展生存期相关(P=0.009,注:仅4例接受辅助放射治疗);(5)术前PSA分层:仅在术前PSA>36.9 ng/ml组中,高GP88染色呈趋势性关联更短临床无进展生存期(P=0.051)。按pN、切缘状态或辅助放射治疗分层后,GP88染色与临床无进展生存期均无显著关联。
多变量分析中,经向后变量选择的临床因素仅术前PSA水平与临床无进展生存期显著相关(RR=5.287,95%CI:1.172-23.86;P=0.030),其他临床因素均不显著。经术前PSA水平校正后,多变量Cox回归分析证实更高GP88染色与更短临床无进展生存期显著独立相关(RR=2.98,95%CI:1.00-8.89;P=0.049)。
GP88蛋白表达与免疫细胞存在的相关性
除高Gleason评分区域外,58例病例的对应低Gleason评分区域可进行GP88染色分析。高低Gleason区域间GP88染色无显著差异。但低Gleason区域H评分≤157的病例比H评分>157的病例呈现更高的免疫细胞存在率(P=0.008,Fisher精确检验),提示GP88可能具有某种免疫细胞抑制效应。
讨论与结论
高危前列腺癌根据PSA值、Gleason评分或肿瘤分期等临床参数定义,对患者构成重大临床挑战。本研究在EMPaCT多中心数据库基础上,通过免疫组织化学表征了高危前列腺癌队列中GP88蛋白表达,并将其与预后关联分析。GP88作为多种恶性肿瘤中的生长和增殖因子,可激活和/或调控ERK1/2和AKT/PI3K等信号通路。
本研究首次证实GP88与高危前列腺癌临床癌症进展(复发和转移)相关,补充了既往血清GP88水平及原发性前列腺癌组织GP88表达与预后相关的发现。具体而言,Kaplan-Meier分析中GP88高表达与完整队列更短临床无进展生存期相关,这与前期前列腺癌预后研究结果一致。特别值得注意的是,老年患者(>67岁)中GP88表达高于优化界值H评分157与更短临床无进展生存期相关,这与前期研究发现GP88与年轻患者更高风险相关的结论形成一定对比,研究人员推测GP88在年轻患者肿瘤发生与老年患者肿瘤进展中可能发挥不同作用。此外,pT3肿瘤中GP88高表达与临床无进展生存期的关联支持了GP88预后价值依赖于肿瘤分期的前期结论。尤为重要的是,GP88蛋白表达在较低Gleason评分(GS5和GS6)中也与更短临床无进展生存期相关,鉴于这些Gleason评分肿瘤通常预后极佳,该发现可能具有重要预后意义——这些肿瘤虽被视为低危,但已展现浸润性生长、基底细胞层缺失及细胞异型性等 malignant epithelial tumor 的全部病理-解剖学特征。
经优化的数据驱动界值分层后,GP88蛋白表达与术前PSA水平共同构成临床无进展生存期的独立预后因素。尽管历史队列样本量有限(仅13例临床无进展事件)导致置信区间较宽,但该发现与支持术前PSA水平作为独立预测因素的多项研究相符。同时,研究观察到GP88与免疫调控的潜在关联:对应低Gleason病灶中较低的GP88染色与免疫细胞存在相关,提示GP88的免疫细胞抑制作用。该发现与乳腺癌中GP88通过上调肿瘤相关巨噬细胞PD-L1表达及促进CD8
+ T细胞排斥诱导免疫逃逸的研究结果部分吻合,为通过靶向GP88抑制免疫逃逸提供了新思路。前期研究表明,反义cDNA介导的GP88敲低可在畸胎瘤前列腺癌细胞系同源C3H小鼠模型中减少细胞增殖和肿瘤形成;抗GP88抗体AG01在三阴性乳腺癌中展现出抗增殖和抗迁移活性。目前,抗GP88抗体AG01治疗晚期实体瘤的首次人体I期临床研究(NCT05627960)正在进行中。
研究局限性包括:回顾性历史样本研究、样本量有限、治疗方案随时间变化、数据驱动界值确定存在过拟合风险,以及尚未纳入Ki67和PTEN等已知预后标志物分析。
综上所述,GP88蛋白阳性作为高危前列腺癌患者临床进展的独立预后因素,其免疫抑制作用方面的发现为深入理解GP88生物学功能及开发靶向治疗策略提供了重要依据。