Terapeutisk effekt af intratumorale injektioner af dendritiske celler til lokalt tilbagevendende mavekræft: en sag report

Terapeutisk effekt af intratumorale injektioner af dendritiske celler til lokalt tilbagevendende mavekræft: en case-rapport
Abstract
En 80-årig mand med en historie af gastrisk kræft og lungeemfysem undergik en distal gastrektomi for mavekræft i 1997. i 2010, en endoskopisk undersøgelse afslørede en deprimeret type læsion ved den mundtlige side af anastomose, der blev diagnosticeret som signet-ring adenocarcinom. Kirurgisk ledelse blev betragtet, men blev afvist på grund af obstruktive og restriktive respiratoriske hændelser. Kemoterapi blev opsagt på grund af bivirkninger. Endoskopi blev anvendt til at administrere intratumorale injektioner af dendritiske celler (DC'er) rettet syntetiserede peptider af Wilms tumor 1 (WT1) og mucin 1, celle-overflade forbundet (MUC1). En immunhistokemisk analyse af tumorprøver angivne positivitet for WT1 og MUC1. En måned efter syv cyklusser af DC var blevet administreret (fra november 2010 og april 2011) ingen mistænkelige læsioner var tydelige, og hans biopsi resultater var normale. Patienten har været i remission i 30 måneder. Intratumorale injektioner af DC'er viste terapeutiske virkninger i denne patient, som ikke kunne gennemgå endoskopisk submucosa dissektion eller kirurgi.
Nøgleord
dendritceller WT1 MUC1 Immunterapi og tilbagevendende mavekræft Baggrund
Gastric kræftformer er den næsthyppigste årsag til kræftrelaterede dødsfald på verdensplan [1]. Selvom kirurgi er den endelige behandling for gastriske kræftformer, alternative terapeutiske modaliteter omfatter endoskopisk submucosa dissektion (ESD), kemoterapi og strålebehandling.
Nylig er det blevet rapporteret, at halvdelen af ​​alle maligne sygdomme forekommer hos patienter i alderen over 70 år [2 ]. Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), som er karakteriseret ved luftstrømmen begrænsning, er også almindelig hos ældre individer [3]. I nogle tilfælde standardbehandling for maligniteter er ikke egnet på grund af tilstedeværelsen af ​​KOL. Sakai et al
. [4] viste, at KOL var en uafhængig risikofaktor for intra- og postoperative pulmonale hændelser. Desuden Dimopoulou et al
. [5] rapporterede, at nogle anti-cancer-lægemidler inducere pulmonal toksicitet. For eksempel har paclitaxel, docetaxel, og irinotecan blevet rapporteret at forårsage ikke-specifik interstitiel pneumonitis. I nogle tilfælde, minimalt invasiv terapi kan være nødvendig for ældre patienter med KOL.
Dendritiske celler (DC'er) er antigenpræsenterende celler, som er specialiserede til at indlede T-celle-immunitet [6, 7]. DC-baseret immunterapi, der er målrettet syntetiserede peptider er for nylig blevet anvendt til forskellige maligniteter, herunder gastrisk cancer [8-11]. Den passende udvælgelse af syntetiserede peptider er nødvendig for at forbedre den terapeutiske virkning af DC-baseret immunterapi til gastrisk cancer. I 2009 cancerantigenet prioritering projekt af National Cancer Institute rangeret Wilms tumor 1 (WT1) og mucin 1, celle-overflade forbundet (MUC1) som den højeste og næsthøjeste prioritet antigener henholdsvis [12]. Som bestemt ved immunhistokemi (IHC), blev udtryk for WT1 og MUC1 i gastrisk kræft fundet til 42 til 53% [13] og 93% [14], hhv.
Intratumoral administration hjælp DC fagocytose er en potentiel gunstig mulighed [15]. Vi brugte gastroskopi (EGD) til at administrere intratumorale injektioner af DC'er pulset med WT1 og MUC1.
Case præsentation
En 80-årig mand med en historie af mavekræft og lungeemfysem undergik en Billroth I distal gastrektomi for tidligt mavekræft i 1997. i 2005 og 2009 blev han henvist til en endoskopisk slimhinde resektion af lokal mavekræft recidiv (veldifferentieret rørformet adenocarcinom). I maj 2010 gennemgik han en opfølgende EGD, der afslørede en deprimeret type læsion (10 × 18 mm i størrelse) på kroppen af ​​maven nær anastomosen (O) (figur 1a). En histopatologisk analyse af biopsiprøver afslørede signet-ring adenocarcinom (figur 2a-a "). En CT-scanning afslørede ingen metastaser. Selvom total resektion af gastrisk rest er en potentiel kurativ terapi, var dette operation ikke udføres i betragtning af patientens lunge dysfunktion, som omfattede obstruktiv og restriktiv lungesygdom (vital kapacitet (VC): 2,12 L;% VC: 71,9%; tvunget ekspirationsvolumen i 1,0 sekunder: 42,9%). Patienten havde en 50-årige historie af rygning. ESD blev kontraindiceret, fordi kræften var af en udifferentieret type. Derfor behandling med TS-1 (tegafur, gimeracil og oteracilkalium; Taiho Pharmaceutical Co., Ltd., Tokyo, Japan) blev indledt i august 2010. Fire uger efter TS-1 administration, behandlingsrelateret anoreksi (grad 2; Common Terminology Kriterier for bivirkninger, blev version 4.0) observerede, og dermed kemoterapi blev afbrudt efter anmodning fra patienten. Figur 1 gastroskopi (EGD) billeder. (A, b) Type 0-IIc læsion (10 × 18 mm i størrelse) på kroppen af ​​maven nær det anastomotiske region (O) før vaccination (a). Den mavekræft svandt til en obskur læsion en måned efter den sidste cyklus af behandlingen (b). Pile angiver placeringen af ​​kræft.
Figur 2 Histologisk analyse af biopsiprøve. Hematoxylin og eosin (H &E) -farvning (aa ", FF") og immunhistokemi af serielle sektioner af væv til Wilms tumor 1 (WT1) (bb ", gg") og mucin 1, celle-overflade forbundet (MUC1) ( cc ", HH"). (A-a ", f-f") H &E-farvning før og efter vaccination. H &E-farvning viser signet-ring celler i væv før vaccination (a-a "). En måned efter den sidste administration, patologisk undersøgelse afslører normale luminale epitelceller (f-f "). (B-b ", g-g") Farvning for WT1 før og efter vaccination. Prøver positive for WT1 i ca. 60% af cellerne før vaccination på tumorstedet (B-B ") og bemærkelsesværdige nedgang i WT1 positivitet bekræftet efter vaccination (g-g"). (C-c ", h-h") Farvning for MUC1 før og efter vaccination. Ca. 70% af tumorcellerne var positive for MUC1 før vaccination (c-c ") og blev observeret MUC1-farvning i normale kirtler kun efter vaccination (f-f"). Immunhistokemisk farvning af CD4 + og CD8 + T-celler i de biopsiprøver. Serielle sektioner af væv, der anvendes til H &E-farvning fremstillet og farvet for CD4 og CD8 (d, e, i, j). (D-d ", i-i") Farvning for CD4 før (d-d ") og efter vaccination (I-I"). (E-e ", j-j") Farvning for CD8 før (e-e ") og efter vaccination (j-j"). CD4 + og CD8 + T-celler observeret hyppigere i normale gastriske væv efter vaccination end var blevet observeret i tumorvæv før vaccination. (Forstørrelse: a-j 4 ×, a'-j '10 ×, en "-j" 20 ×).
De metoder, der blev brugt for DC forberedelse er tidligere [16] beskrevet. DC'erne blev pulseret med major histocompatibility complex (MHC) -I-begrænsede WT1 peptidantigener, ifølge patientens human leukocyt antigen (HLA) -A mønster (HLA-A 2402; CYTWNQMNL (mutant WT1-peptid, Neo-MPS, San Diego , Californien, USA) og MUC1 lange peptid (30 mer ved 20 mg /ml; TRPAPGSTAPPAHGVTSAPDTRPAP- GSTAP, Greiner Japan, Tokyo, Japan)). DC'erne blev karakteriseret under anvendelse af flowcytometri for at sikre, at de opnåede den typiske fænotype af modne DC'er. De overflademolekyler, der blev udtrykt af DC'er blev bestemt. Den fænotype CD14 - /lav /HLA-DR + /HLA-ABC + /CD80 + /CD83 + /CD86 + /CD40 + /CCR7 + blev anset for at definere modne DC'er. DC'erne kryopræserveredes indtil dagen for indgivelse. DC suspensionen blev justeret til et samlet volumen på 1,0 ml med saltvand.
Seks måneder efter mavekræft tilbagefald var blevet diagnosticeret, blev intratumorale injektioner af DC'er administreres ved hjælp EGD fra november 2010 og april 2011. Denne behandling blev godkendt af institutionelle gennemgang bestyrelse Isoukai (autorisationsnummer: 26-1) og blev gennemført i overensstemmelse med Helsinki-deklarationen
Vaccinationer blev gentaget syv gange på 7:58 ugers mellemrum (ca. 2,99 × 10 7 celler /. injektion, de første fire vaccinationer ved to-ugers intervaller, og de sidste tre vaccinationer ved fire- til otte-ugers intervaller). En nål blev anvendt (diameter 25 G, længde 4 mm) for at administrere DC'er ved fire submukøst layer steder omkring tumoren. Efterfølgende har vi administreret OK432 (1-3KE) opløst i 0,5 ml saltvand ved to steder i det submukøse lag omkring tumoren. DC terapi var veltolereret, og den eneste behandling bivirkning var feber, med en kropstemperatur på over 38 ° C i to dage efter den fjerde vaccination. En måned efter den sidste indgivelse blev den gastriske cancer fundet at have svandt fuldstændigt (figur 1b). En histopatologisk undersøgelse af biopsi prøver afslørede ingen signet-ring-celler (Figur 2f-f "). I løbet af de 30 måneder efter DC-baserede immunterapi, er der ikke patologiske tilbagefald blevet observeret. Laboratoriedata angivet reduktioner i carcinoembryonisk antigen og kulhydrat-antigen 19-9 niveauer efter DC-terapi, som faldt fra 8.2 til 6.8 ng /ml (normalt område: < 5,0 ng /ml) og fra 33.2 til 24.7 U /ml (normalt område: <. 37,0 U /ml) henholdsvis
IHC for WT1 (monoklonalt 6 F-H2, Dako Cytomation, Carpinteria, Californien, USA) [13] og MUC1 (Becton Dickinson Labware, Franklin Lakes, New Jersey, United Stater) blev udført som tidligere beskrevet [17], med et par ændringer. IHC resultaterne var positive for WT1 hos ca. 60% af signetring celler før vaccination (figur 2b-b "); imidlertid blev antallet af celler der farves positivt bemærkelsesværdigt reduceret efter vaccination (Figur 2G-g "). Ca. 70% af cellerne var positive for MUC1 før vaccination (Figur 2c-c "). Efter vaccination blev remodeling bekræftet på stedet af maligne celler, og MUC1 positivitet blev kun observeret i de normale kirtler (Figur 2h-h ").
Ingen stigninger i hyppigheden af ​​CD4 + og CD8 + T-celler blev bemærket i det perifere blod, baseret på vurderinger foretaget før og efter vaccination (CD4 + T-celler: 43.9 til 42,5%; CD8 + T-celler: 29.3 til 25,5%). På den anden side, CD4 + og CD8 + T-celler blev hyppigere i den normale gastriske væv efter vaccination (Figur 2i-i ", jj") end de var blevet observeret i tumorvæv før vaccination (figur 2d-d ", ee").
hyppigheden af ​​WT1-specifikke cytotoksiske T-lymfocytter (CTL'er) steg fra 0,03 til 0,08%. Den anvendte metode er beskrevet i vores tidligere rapport [16]. Ved 31 måneder efter den sidste vaccination, niveauerne af WT1-specifikke CTL'er forblev høj (0,10%) (figur 3a-c). Figur 3 Analyse af Wilms tumor 1 (WT1) -specifikke cytotoksiske T-lymfocytter (CTL'er). (A) Før vaccination. (B) Efter vaccination. (C) Ved 31 måneder efter den sidste vaccination. WT1-specifik CTL-niveauer før vaccination steg fra 0,03 (a) til 0,08% i det endelige vaccination (b). Ved 31 måneder efter den sidste vaccination, WT1-specifikke CTL-niveauer steg til 0,10% (c).
Diskussion
I dette tilfælde restriktiv lungesygdom førte den primære onkolog at vælge kemoterapi stedet for kirurgi. Men patienten udviklede utålelige kemoterapi-associeret anoreksi, der har nødvendiggjort den afbrydelse af behandlingen. Da nogle tidligere undersøgelser har vist, at DC immunterapi kan administreres sikkert til cancerpatienter som en minimalt invasiv behandling [8, 9, 18], vi valgte denne terapi for vores patient. Den direkte indsprøjtning af DC'er i tumorer er undersøgt i kliniske studier, herunder dem på hepatoma [19], pancreascancer [20], og gastrisk kræft [21]. Wen et al
. [22] sammenlignede terapeutiske immunitet opnås ved adskillige former for DC injektion, herunder intratumoral, intranodalt, intravenøs og subkutan injektion i mus. De overlevelsesrater blev dramatisk forøget ved vaccination via intratumoral injektion sammenlignet med injektioner udføres ved hjælp af andre metoder levering. Pellegatta et al
. [23] rapporterede, at i sammenligning med andre leveringsmetoder, kan intratumoral injektion af DC'er øge antitumor-effekt ved at ændre intratumoral miljø og øge T-celle-medierede immunresponser. I dette tilfælde blev forøget WT1-specifik CTL-niveauer observeret efter DC immunterapi, hvilket indikerer, at DC'er præsenteret WT1 til naive CD8 + T-celler på en præcis måde. Vi foreslår, at mavekræft kunne være en god indikation for direkte injektion af udviklingslandene, og at passende sted til injektion kan vælges med levende billeddannelse med EGD.
Umodne DC'er blev brugt til direkte injektioner i tidligere studier, fordi deres fagocyterende evne har blevet anset for at være bedre end den for modne DC'er [24]. Imidlertid umodne DC'er er blevet vist, at inducere tolerance og det antigen-specifik inhibering af effektor T-celle-funktion [25, 26]. Drutman og Trombetta [27] viste, at moden DCs bevaret en robust evne til at indfange opløselige antigener. Endvidere antigener internaliseret af modne DC'er blev effektivt præsenteret på MHC klasse II-celler og tværs præsenteres på MHC klasse I-celler. De Vries et al
. [28] viste, at moden DC'er effektivt migrere ind T-celle-befolkede områder i lymfeknuderne i melanom patienter. Tilsammen tyder disse resultater på, at det kunne være fornuftigt at bruge modne DC'er for direkte injektioner i tumorer.
IHC resultater for WT1 og MUC1 angivet væsentlige ændringer efter vaccination. Mucin er et højmolekylært glycoprotein, som spiller en vigtig rolle i beskyttelsen mavetarmkanalen epitel og normalt er til stede i stort antal på den luminale overflade af forskellige sekretoriske epitelceller. Kerne peptiderne i tandem repeat-domænet er maskeret i normale celler og eksponeret i cancer celleassocierede muciner. CTL'er for MUC1 kun angreb kræftceller med udsatte tandem gentagne domæner [29]. I dette tilfælde, MUC1-positive celler var til stede på overfladen af ​​den signet-ring adenocarcinom før vaccination (Figur 2c-c "); blev dog MUC1-positive celler kun bekræftet på normale luminale epitelceller efter DC immunterapi, som vi havde forventet (Figur 2h-h ").
Konklusioner
Så vidt vi ved, er dette den første rapport om de terapeutiske virkninger af DC'er, der målretter syntetiserede peptider i en patient med mavekræft, der ikke kunne undergå ESD eller helbredende operation.
samtykke
Vi forudsat præcise forklaringer af behandlingen for patienten og hans familie. De gav skriftligt informeret samtykke til offentliggørelsen af ​​denne sag rapport og eventuelle ledsagende billeder. En kopi af den skriftlige samtykke er til rådighed for gennemgang af Editor-in-Chief af dette tidsskrift.
Forfatternes information
MK er direktør for Søren Clinic. MN er et personale assistent ved Institut for Gastrointestinal Surgery, Kanagawa Cancer Center, direktør for Søren Clinic, og professor ved Institut for Immunologi, St Marianna University School of Medicine. TS, AC, og AN var personalet assistenter på Seren Clinic. MO, SS, YY, YS, og NS er også professorer på hvert universitet
Forkortelser
KOL:.
Kronisk obstruktiv lungesygdom
CTL:
Cytotoksiske T-lymfocytter
DC:
dendritceller
EGD:
gastroskopi

HLA:
human leukocyt antigen
IHC:
Immunhistokemi
MUC1:
Mucin 1 , celle-overflade forbundet
WT1:
Wilms tumor 1.
erklæringer
Taksigelser
Vi anerkender den patient, der indvilligede i at deltage i denne undersøgelse og hans primære onkologer. Denne undersøgelse fik ingen økonomisk støtte.
Forfattere 'originale indsendte filer til Images of Nedenfor er links til forfatternes oprindelige indsendte filer til billeder. 12957_2014_1883_MOESM1_ESM.tif Forfatternes oprindelige fil til figur 1 12957_2014_1883_MOESM2_ESM.tif Forfatternes oprindelige fil til figur 2 12957_2014_1883_MOESM3_ESM.tif Forfatternes oprindelige fil til figur 3 konkurrerende interesser
Forfatterne ikke har økonomiske eller personlige relationer med mennesker eller organisationer, der kunne uhensigtsmæssigt indflydelse dette arbejde.
Forfattere bidrag
MK og MN udtænkt og designet undersøgelsen og indsamlet, samlet, analyseret, og fortolkede data. TS, AC, AN, MO, SS, YY, YS, og NS fortolket data. MK og MN skrev manuskriptet og godkendt den endelige manuskript. Alle forfattere læst og godkendt den endelige manuskript.

• Sammenligning mellem bedre og dårligt differentieret lokalt avanceret mavekræft i præoperativ kemoterapi: en retrospektiv, sammenlignende undersøgelse på et enkelt tertiær pleje institut
• Sammenhæng mellem forstørrelsesglas smalt bånd billedbehandling og histopatologi i gastrisk fremspringende /eller polypagtige læsioner: en pilot feasibility studie