Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tarkoitus

NCIC Clinical Trials Group PA.3 oli satunnaistettu valvontakoe joka osoitti paremman kokonaistehon (OS) saavilla potilailla erlotinibin lisäksi gemsitabiinin paikallisesti levinnyt tai metastaattinen haimasyöpä. Ennen hoitoa potilaat olivat plasma näytteistä tulevaa tutkimusta. Olemme pyrkineet tunnistamaan biomarkkereita näissä näytteissä.

Experimental Suunnittelu

Käyttämällä läheisyyden ligaatiomääritys (PLA), koetin paneeli oli rakennettu kaupallisesti saatavilla vasta-aineita 35 avain proteiineja valitaan maailmanlaajuisesti geneettisen analyysi haimasyövässä, ja sitä käytetään määrällisesti proteiinin tasot 20 ui potilaan plasmassa. Sen määrittämiseksi, jos jokin näistä proteiineista tasot itsenäisesti liittyy käyttöjärjestelmän, yhden muuttujan ja mulitbaraible Cox malleja käytettiin. Lisäksi selvitimme assosiaatiot biomarkkereiden ilmaisun ja sairauksien vaiheessa diagnoosi käyttämällä Fisherin testiä. Korrelaatio Erlotinibi herkkyyden ja kukin biomarkkereita arvioitiin käyttäen testiä vuorovaikutuksen hoidon ja biomarkkereiden.

Tulokset ja päätelmä

Näistä 569 sopivaa potilasta, 480 oli näytteet käytettävissä tutkimus. Näytteet jaettiin satunnaisesti koulutukseen (251) ja validointi sarjaa (229). Kaikista potilaista, kohonneet interleukiini-8 (IL-8), karsinoembryonaalinen antigeeni (CEA), hypoksia-indusoituva tekijä 1-alfa (HIF-1-alfa), ja interleukiini-6: tta itsenäisesti liittyy pienempi OS, kun taas IL- 8, CEA, verihiutaleiden kasvutekijän reseptorin alfa- ja musiinin-1 liittyi etäpesäkkeitä. Potilaat, joilla on kohonneita reseptorityrosiinikinaasin-proteiinikinaasi erbB-2 (HER2) lauseke oli parantunut OS hoidetuilla erlotinibin lumelääkkeeseen verrattuna. Lopuksi PLA on tehokas keino määritellä biomerkkiaineissa arkistoitu, pienet seeruminäytteistä. Nämä tiedot voivat olla hyödyllisiä ositusta hoitotuloksia riippumatta terapeuttisen intervention.

Trial Rekisteröinti

ClinicalTrials.gov NCT00040183

Citation: Shultz DB, Pai J, Chiu W, Ng K, Hellendag MG, Heestand G, et ai. (2016) romaani biomarkkereiden Panel Tutkitaan vastaus gemsitabiini tai ilman Erlotinibi varten Haimasyöpä Therapy in NCIC Clinical Trials Group PA.3. PLoS ONE 11 (1): e0147995. doi: 10,1371 /journal.pone.0147995

Editor: Anthony W. I. Katso, Queen Mary Hospital, HONGKONG

vastaanotettu: 24 syyskuu 2015; Hyväksytty: 10 tammikuu 2016; Julkaistu: 25 tammikuu 2016

Copyright: © 2016 Shultz et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Data Saatavuus: Kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat saatavilla paperi- ja sen tukeminen Information tiedostoja.

Rahoitus: Rahoitusta tämän tutkimuksen antamien My Blue Dots ja Sydney Ng Memorial Fund. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat lukenut lehden politiikan ja laatijat käsikirjoituksen ovat seuraavat kilpailevia edut: GH on toiminut konsulttina Bayer, Merrimack, ja Genomic Health. Tämä ei muuta tekijöiden noudattaminen PLoS One politiikkaa jakaa tietoja ja materiaaleja.

Johdanto

Haiman adenokarsinooma (PDCA) on aggressiivinen maligniteetti kanssa huonoon ennusteeseen. Potilaat diagnosoitu kokoisen kasvaimet ovat potentiaalisesti parannettavissa, mutta paikallisesti edennyt (LA) tai metastaattinen PDCA on tasaisen kohtalokas. [1, 2] Parannettu biomarkkereiden tarvitaan tarkentaa hoitona kehittynyt PDCA ja tulosten parantamiseksi.

validoitu prognostisia biomarkkereita haiman adenokarsinooma (PDCA) ovat rajalliset. CA 19-9, kaikkein perustettu biomarkkeri PDCA, on herkkyys ja spesifisyys haimasyövän noin 80% ja 90%, vastaavasti [3] ja joissakin tilanteissa tasot ennustavat kemoterapiaa tai sädehoitoa vastauksia [4, 5]. Kuitenkin CA 19-9 voidaan virheellisesti kohonneet potilailla, joilla on obstruktiivinen maksasairaus tai haimatulehdus, ja virheellisesti negatiivinen potilailla, joilta puuttuu Lewis-antigeeni glykosyylitransferaasi- (5-10% väestöstä). Lisäksi CA 19-9 tasot säätää rajoitettuja käsityksen biologinen toiminnot PDCA jotka saattavat ohjata systeemistä hoitoa. Siksi parempi biomarkkerit tarvitaan ohjaamaan potilaan hoitoa.

PA.3 oli satunnaistettu faasi III tutkimuksessa, jonka NCIC Clinical Trials Group jotka osoittivat parempaa eloonjäämistä potilailla, joita hoidettiin erlotinibin plus gemsitabiinin verrattuna gemsitabiinin yksin, joka, EGFR ei ennusta vastausta erlotinibille [6]. Tässä nykyisessä tutkimuksessa, esikäsittelyssä plasmanäytteet potilailta ilmoittautunut PA.3, pyrimme tunnistamaan biomarkkereita, jotka olivat ennustetekijöiden selviytymisen sekä ennustavan vastausta erlotinibille.

Methods

Plasmanäytteet saatiin 480 569 potilasta ilmoittautunut NCIC kliinisten tutkimusten ryhmässä (CTG) PA.3 (Clinical.Trials.gov Identifier NCT00040183), kaksinkertainen sokaissut kansainvälinen, vaiheen III tutkimuksessa erlotinibin (235) ja lumelääkkeen plus gemsitabiinin (245) potilailla, joilla on paikallisesti levinnyt tai metastaattinen haiman adenokarsinooma [6]. Näytteet saatiin aikaan ilmoittautuminen. Ensisijainen päätepiste tälle kokeelle oli OS. Tutkimuksessa on kuvattu tässä käsikirjoitus hyväksyi Stanford Research valvontatoimistoon: IRB # 5136 (protokolla 27492). Tuolloin kirjoittautumisesta PA.3, potilaan kirjallinen tietoon suostumus on ja, hyväksyntänumerolla omasta tutkimusmyönteisyyden toimisto, emme saada erillistä ilmoittanut kirjallinen tai suullinen suostumus potilailta Tutkimuksemme.

Prior analysoidaan laboratoriossa, näytteet jaettiin satunnaisesti koulutus (251 yhteensä, 129 sai erlotinibi) tai validointi (229 yhteensä, 106 sai erlotinibi) kohortti. Läheisyys ligaatiomääritys (PLA) [7], käytettiin mittaamaan suhteellinen pitoisuus 35 biomarkkereiden proteiinien (taulukko 1). Lyhyesti, PLA koetinsarjojen lisättiin estetty seerumia ja inkuboitiin 37 ° C: ssa kahden tunnin ajan. Seuraavaksi ssDNA lastat ligaasilla lisättiin robotin (Velocity11, Agilent Technologies) ja inkuboitiin 30 ° C: ssa 15 minuutin ajan. Lopuksi, Urasiili-DNA Excision Mix (Epicentre) lisättiin, ja tuloksena saatu DNA monistettiin käyttämällä PCR: Platinum Taq (Invitrogen), ja PCR-tuote hajotettiin sitten monistettiin iTaq kanssa SYBR (Bio-Rad) käyttäen kvantitatiivista PCR: ää (Model 7500, Applied Biosystems) määrittää suhteelliset pitoisuudet jokaisen mahdollisen biomarkkereiden.

biomarkkereiden koettimet kehitettiin ennen tutkimuksia ja muittenkin syntetisoitiin tutkimusta varten. [7, 8] Mahdolliset biomarkkerit tunnistettiin maailmanlaajuisen geneettinen analyysi [9] ja koostui kattavan kirjallisuudesta tunnistaa julkaistu aineistoja, minkä jälkeen arvioidaan, onko mahdollisia biomarkkereita ilmaistiin joko solun pinnalla tai plasmassa, ja lopuksi siitä, biomarkkerit varta koholla haimasyövän versus krooninen haimatulehdus . Mahdollisten ehdokkaiden tunnistettu kyseisessä julkaisussa, 320 vahvistettiin erittyvän ja läsnä kohonnut seerumin potilaista. Seuraavaksi saatu geenin ilmentymisen analyysi aineisto haiman adenokarsinooma päässä Gene Expression Omnibus [10, 11], ja sen jälkeen tunnistaa geeni-ilmentymisen määriä, että 320 oletetun biomarkkerit haimasyövän edellä on kuvattu, käytimme k-means klusterointi ja tunnistaa 13 erillistä alaluokkiin. Kustakin näistä, valitsimme 5 biomarkkerit voidaan sisällyttää myös paneeli, yhteensä 65 koettimia. Useita uusia biomarkkerit tunnistettiin suoraan kirjallisuudesta. Koska kaupallisesti saatavilla vasta monille biomarkkerit tunnistettu ollut saatavilla, alle puolet mahdollisista PLA koettimet rakennettiin (taulukko 1).

biomarkkereiden tasot kahtia osaksi korkea ja matala luokkiin sen mukaan, onko ne olivat suuremmat kuin mediaani. Seuraavaksi testasimme tilastollisesti merkittävää yhteyttä yleiseen eloonjäämiseen (OS) sekä koulutukseen ja validointi kohortteja käyttäen Coxin regressiomalleja. Ikä ( 70 vs. ≥70), sukupuoli (naaras vs. mies), rotu (valkoiset vs. ei-valkoinen), ECOG-toimintakykyluokka (0-1 vs. 2), kivun voimakkuus (≤20 vs. 20), ja taudin vaiheen (III vs. IV) olivat muut covariates sisältyvät monimuuttuja regressio malleja. Kukin biomarkkereiden analysoitiin yksitellen käyttäen Cox malleja myös samoja kovariantteja yllä. Erillisessä analyysissa tutki biomarkkereiden lauseke (yli tai ei yläpuolella mediaani) liittyi taudin vaiheessa. Biomarkkerit jonka ilmentyminen merkitsevästi yhteydessä vaiheessa määritettiin käyttämällä Fisherin testiä. Lisäksi jokaisen biomarker testasimme sen vaikutusta ennustettaessa parantaa selviytymisen takia erlotinibille käyttämällä monimuuttuja Cox malli lukien ylimääräisen vuorovaikutusta termi välillä hoidossa (erlotinibi vs. plasebo) ja binary biomarkkereiden ekspressiotaso.

tulokset

proteiinit, joiden pitoisuudet, kun dichotomizing perustuen on suurempi kuin mediaani, joka liittyy merkittävästi (p 0,05), jossa käyttöjärjestelmä sekä koulutus ja validointi kohortti yhden muuttujan tai monimuuttuja-analyysi on esitetty kuvassa 1A ja 1B . Tulokset ovat potilaille validointi kohortissa. Kuten näkyy, on monimuuttuja analyysiin, korkea interleukiini 8 (IL-8) tasot olivat yhteydessä huonoon säilymiseen molemmissa hoitoryhmissä, kun taas korkeammat karsinoembryonaalisesta antigeeni (CEA) ja hypoksian indusoiman 1 alfa (HIF-1-alfa) tasot liittyivät elinajan hoidetuilla potilailla erlotinibia. Täydelliset tulokset ovat saatavilla S1 ja S2 taulukot.

Hazard suhde (HR) (korkea ja matala biomarkkereiden pitoisuus) ja p-arvot on esitetty biomarkkerit jotka liittyivät merkittävästi (p 0,05) kanssa selviytymistä. Esitetyt tulokset ovat validointi ikäryhmät.

kaksikymmentäneljä prosenttia potilaista ilmoittautunut PA.3 oli vaiheen III (paikallisesti edennyt) eikä etäpesäkkeitä (vaihe IV). Erillisessä analyysi, tutkimme onko biomarkkereiden pitoisuus (suurempi kuin mediaani) liittyi vaiheen (III vs. IV). Merkitsevästi enemmän potilaita, joilla on korkea IL-8, CEA, verihiutaleiden kasvutekijän alfa (PFGFRalpha), ja musiinin 1 (MUC-1) tasot olivat vaihe IV etäpesäkkeitä. (Kuva 2). Esitetyt tulokset ovat validointi kohortissa.

syrjäisimpien ja p-arvot on esitetty biomarkkerit jotka liittyivät merkittävästi (p 0,05). Esitetyt tulokset ovat validointi kohortissa.

Lopuksi pyrittiin selvittämään biomarkkereita että ennustettu varten hoitovasteen mittaamalla yhteisvaikutus välistä erlotinibi hoitoon, biologisten merkkiaineiden taso, ja käyttöjärjestelmä. Vuonna monimuuttuja-analyysi, jossa biomarkkereiden tasot analysoitiin on suurempi tai pienempi kuin mediaani, yksikään liittyivät merkittävästi erlotinibin vaste sekä koulutus ja validointi sarjoiksi. Kuitenkin, kun taso kunkin markkerin tutkittiin jatkuvana muuttujana ja tilastollinen rajoitukset olivat rento p 0,1 koulutus- asettaa ja p 0,05 vuonna validointi asetettu, reseptori tyrosiini-proteiinikinaasi erbB-2 (HER2) yksinään joilla on todettu merkitsevä yhteisvaikutus erlotinibin vaste (HR vuorovaikutukseen 0,95, 95% luottamusväli 0,72-1,26, p = 0,08 koulutukseen kohortin ja 0,7, 95% luottamusväli 0,5-0,99, p = 0,004 in validointi kohortissa). Vuonna validointi kohortin HER2 yli keskimääräisen oli parantunut eloonjääminen hoidetuilla erlotinibin (mediaani 8,2 vs. 5 kuukautta, HR 0,36, 95% luottamusväli 0,21-0,63, p 0,0001), kun taas mitään merkittävää eroa erlotinibin ja lumelääkkeen oli löydy HER2 2 tasossa pienempi kuin mediaani (mediaani 6,0 vs. 8,3 kuukautta, HR 1,28, 95% CI 0,8-2,1, p = 0,3) (Kuva 3).

mediaani kokonaiselossaoloaika (95 % CI) oli parantunut erlotnib hoitoon potilailla, joilla on suurempi kuin mediaani plasman HER2 (8,2 vs. 5,0 kuukautta), mutta ei potilailla, joilla on alhaisempi plasman HER2 (6,0 vs. 8,3 kuukautta).

keskustelu

NCIC CTG PA.3 osoittautunut hypoteesi, että erlotinibin plus gemsitabiini johtaa parempiin OS verrattuna gemsitabiinin yksin paikallisesti edennyt tai metastaattinen PDCA kuitenkin mediaani kokeellisessa ja valvoa aseiden erosivat vain 0,3 kk (6,2 vs. 5,9). Tavoitteet Tämän Nykyinen tutkimus oli tunnistaa biomarkkerit, jotka olivat ennustetekijöiden joko käsivarteen, correlative metastaattinen versus on paikallisesti edennyt sairaus, tai ennakoivaa parempaa eloonjäämistä saaneilla potilailla erlotinibin verrattuna lumelääkkeeseen kun lisätään gemsitabiinia.

Plasma proteiinit, joiden tasot liittyivät selviytymisen tutkimuksessamme, IL-6 [12], IL-8 [13], CEA [14], ja HIF-1 alfa [15, 16], on aiemmin tunnistettu ennustetekijöiden paikallisesti edennyt tai metastaattinen haimasyöpä. HIF-1 alfa, transkriptiotekijä kriittinen hypoksia signalointi, ei erity, ja on oletettavasti havaittavissa plasmassa johtuen tuumorilyysisyndrooman. IL-6 [17] ja IL-8 [18], joka voidaan erittää kasvain tai strooman kudoksiin, ovat hypoksian indusoiman proteiineja, viittaa siihen, että haimasyövän voi edetä läpi hypoksiaa signaloinnin kautta HIF-1-alfa, vaikka niiden rooli taudin eteneminen on epäselvä. IL-8 ja CEA olivat myös todennäköisemmin koholla metastasoivaa tautia sairastavaa potilasta, kuten oli, MUC-1 ja PDGFRalpha. Tällaiset biomarkkerit voidaan käyttää tunnistamaan okkultismin etäpesäkkeitä potilailla, jotka voitaisiin sitten optimaalisesti saaneet systeemistä kemoterapiaa, jättämällä aggressiivinen paikallinen hoito. MUC-1 yli-ilmentyy haimasyöpä ja on osoitettu liittyvän HIF-1 alfa ajaa ilmentymisen hypoksian indusoiman onkogeenien, kuten PDGF [19, 20], jonka reseptorit, PDGFRalpha ja PDGFRbeta säädellä PDCA solujen vaeltamiseen ja etäpesäkkeiden [ ,,,0],21, 22].

HER2 tunnistettiin mahdollisesti ennustavat erlotinibin reagointikykyä tutkimuksessamme. Tämä on ensimmäinen kliininen esimerkki liittää taudin vasteen erlotinibille, kun veren biomarkkereiden. Äskettäin

HER2

osoitettiin monistettiin 2% 469 ei esikäsitelty PDCA kasvaimia [23]. HER2 signalointi, joka estyy erlotinibin [24], on kohdistettu HER2 + PDCA, arvioi immunohistokemiallisesti käyttäen trastutsumabi, vähintään 2 edellisen vaiheen II kokeissa [25, 26], joista kumpikaan suotuisasti tuloksia verrattuna historiallisiin tuloksiin . On tunnustettu, että HER2 vahvistus tulisi todentaa FISH tai muita menetelmiä eikä IHC yksin [27], jotka ovat saattaneet johtaa edelliseen negatiivinen tutkimuksissa. Oletamme, että vaatimaton eloonjäämishyötyä lisätä erlotinibin ja gemsitabiinin PA.3 tutkimuksessa ehkä parantaa käyttämällä biomarkkerit kuten HER2 valita potilaiden todennäköisimmin vastaavat erlotinibille.

CA 19-9 oli ei pidetä ennustetekijöiden biomarkkereiden tässä tutkimuksessa, toisin kuin aiemmissa raporteissa [28-31]. Yksi mahdollisuus tämä tulos on, että nykyisessä tutkimuksessa, PLA on käytetty ainoastaan ​​raportoida suhteelliset määrät proteiineja tässä erittäin monen plexed määrityksessä. Analysoidaan CA 19-9 mediaani raja-arvon sijasta ehdoton proteiinipitoisuus on saattanut vaikuttaa näihin tuloksiin. Tekniikan tutkimus, jossa käytettiin PLA todettiin, että vaikka CA 19-9 pitoisuudet olivat 16 kertaa suurempi haiman potilaista verrattuna normaaleihin kontrolleihin, tässä väestö paikallisesti edennyt potilaiden, CA 19-9 ei myöskään ole ennustetekijöiden tuloksiin. [8].

Tutkimuksemme on useita rajoituksia. Mittasimme suhteellisen pieni määrä proteiineja, ja se ei ole selvää, että kaikki PLA koettimet pystyivät havaitsemaan tavoitteensa riittävän dynaaminen alue. Tiukka kudosnäytteiden, emme pystyneet vahvistamaan, markkereita tunnistettu olivat myös yli-ilmentynyt kudosten ja samaten koska rajoitettu saatavuus plasmanäytteistä, emme pystyneet vahvistamaan tuloksemme toisella menetelmällä, kuten entsyymilinkitetyllä (ELISA). Kuitenkin tarkkuus PLA on todennettu kautta ELISA aiemmissa tutkimuksissa, ja markkereita, jotka tunnistettiin nykyisessä tutkimuksessa ovat sekaantuneet muiden olevan ennustetekijöitä varten PDCA tuloksia. Lopuksi äskettäin raportoitu suuri satunnaistetussa haimasyövän (LAP07 tutkimus) l kyennyt todistamaan hyödyksi erlotinibin varten PDCA, [32] korostetaan tarvetta ennakoivan biomarkkereita erlotinibin ja muiden hoitojen tämän haastavan maligniteetti.

Johtopäätökset

havaittiin useita biomarkkereita, jotka liittyivät selviytymisen ja taudin vaiheessa PDCA. Her2 voi myös ennustaa vastaus erlotinibille. Lisätutkimukset ovat tarpeen vahvistaa nämä tulokset itsenäisessä aineisto.

tukeminen Information

S1 Taulukko. Tulokset univariate ja monimuuttuja analyysit, gemsitabiinia plus lumelääke ja gemsitabiinia plus erlotinibin ikäluokat, kuten validointi ja koulutus sarjaa, yhdistyksen välillä biomarkkereiden tasojen ja selviytymistä.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0147995.s001

( DOCX)

S2 Taulukko. Tiedot Monimuuttujalähettimet Analyysit biomarkkerit tunnistaa näiden korreloi merkitsevästi (p 0,05) kokonaiselinajassa (tietoja validointi näytteistä).

Esitetyt tulokset osoittavat korrelaation kunkin muuttujan selviytymiseen: HR (CI) ja p-arvo.

doi: 10,1371 /journal.pone.0147995.s002

(DOCX) B

Kiitokset

Haluamme kiittää Justin Bui oikoluettavaksi ja alustus käsikirjoituksen. AC myöntää myös tukea My Blue Dots.