Low proliferative level is a poor prognostic factor for colon adenocarcinoma

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To match up the proliferative activity of colon adenocarcinoma cells with tumor stage and survival rate. Methods. Ki-67 protein expression was evaluated by immunohistochemical methods in 217 patients with primary colon adenocarcinoma. After epitope retrieval and endogenous peroxidase inhibiting by 3% solution of hydrogen peroxide, histologic samples were stained by antibodies to Ki-67 protein (clone SP6, dilution 1:300) and polymer systemic detection with diaminobenzidine as a chromogenic substrate. Nuclear counterstain was performed using Mayer’s hematoxylin solution. Results. Assessment of colon adenocarcinoma proliferative activity showed a significant difference between the number of cases with high (>70%) and relatively low (≤30%) proliferative levels in groups with metastatic cancers and non-metastatic tumors. In patients with no relapses, colon adenocarcinoma proliferative activity assessment showed proliferation level exceeding 70% in 21 (95%) out of 22 cases, in a single case proliferation level of 60% was found according to Ki-67, no cases of proliferation level lower than 50% was found. Statistical analysis showed that proliferative activity was significantly lower in patients with metastatic colon adenocarcinoma compared to cases of adenocarcinoma without metastases (p= 0.0019). We observe one clinical case of aggressive colon adenocarcinoma with omental, peritoneal, paraumbilical metastases in 28-year old patient, in whom proliferative activity by Ki-67 was measured as 20%. Conclusion. Low proliferative level in colon adenocarcinoma is a poor prognostic factor for possible metastasing and cancer recurrence.

Full Text

Колоректальный рак - одна из наиболее распространённых злокачественных опухолей, которая также занимает лидирующие позиции по летальности от рака в мире [3]. Несмотря на то, что основным методом лечения служит оперативное вмешательство, с 1990 г. у пациентов с метастазами в лимфатические узлы стандартной считают адъювантную химиотерапию [2, 8]. Поиск молекулярных маркёров с прогностическим или предиктивным эффектом важен для подбора соответствующего лечения пациентам для исключения ненужных препаратов с токсичными побочными эффектами. Пролиферация опухолевых клеток - неотъемлемая черта злокачественной опухоли, часто связанная с её агрессивностью. Белок Ki-67 экспрессируется с G1- по М-фазу клеточного цикла, с его помощью можно оценивать пролиферирующий пул клеток. Ядерный белок Ki-67 кодируется геном MKI67, локализованным на хромосоме 10 (10q25-qter). Он относится к семейству перихромонуклеиновых протеинов, окружающих хромосомы в течение митоза. Ki-67 впервые описан Gerdes и соавт. в 1983 г. на клеточной линии, полученной из лимфомы Ходжкина [5]. Так как Ki-67 выявлялся только в делящихся клетках, его стали широко применять как маркёр пролиферации [6]. В интерфазе Ki-67 входит в состав гетерохроматина в области ядрышек [9], начиная с поздней стадии G1, участвует в формировании малых гранул в ядре, а в дальнейшем в фазах G2 и S - больших фокусов гетерохроматина с ядрышками. В М-фазе локализация Ki-67 полностью изменяется, переходя на поверхность конденсированных хромосом [12]. Было высказано много предположений относительно функций Ki-67 в митозе. Одни авторы утверждали, что такая локализация Ki-67 на поверхности хромосом является лишь распределением ядерных белков в дочерние клетки. Другие считали, что Ki-67 играет важную роль в конденсации и деконденсации хромосом. Эксперименты, проведённые Starborg [12] и Schluter [11], показали, что Ki-67 жизненно необходим в митозе клетки и что при его нейтрализации митоз останавливается. В литературе существуют противоречивые данные о влияние уровня пролиферации на прогноз при аденокарциноме толстой кишки. Целью исследованию было сопоставить пролиферативную активность со стадией опухолевого процесса и выживаемостью пациентов. Был исследован материал первичных опухолей от 217 больных, получавших лечение в Городском клиническом онкологическом диспансере Санкт-Петербурга и 122-й клинической больнице (табл. 1). Иммуногистохимическое исследование. Материал поступал в виде как парафиновых блоков, так и кусочков опухолей, залитых в 10% буферный формалин. В последнем случае выполняли вырезку материала и доведение фиксации в формалине до 24 ч. Затем проводили материал в 10 порциях изопропилового спирта и 3 парафинах. Приготавливали блоки, с них осуществляли срезы толщиной 4 мкм, которые помещали на стёкла с поли-L-лизиновым покрытием. Срезы подсушивали, депарафинировали и подвергали демаскировке антигенов при помощи цитратного буфера в условиях водяной бани, t=95 °C, 30 мин. После этого они остывали при комнатной температуре и промывались трис-буфером с твином. Каждый срез обводили парафиновым карандашом, после чего осуществляли ингибирование эндогенной пероксидазы 3% раствором водорода пероксида (перекиси водорода) в течение 20 мин. Затем на каждый срез наносили первое антитело (Ki-67, клон SP6, разведение 1:300), экспозиция длилась 30 мин на термостолике в условиях «водяной бани» при температуре 30 °C. Для визуализации реакции антиген-антитело применяли полимерную систему детекции «EnVision» компании «DAKO», в качестве хромогена использовали диаминобензидин. Контр-окрашивание ядер осуществляли при помощи гематоксилина Майера. После каждого из этапов до окрашивания диаминобензидином стёкла со срезами промывали в трис-буфере с твином (рН=7,1) фирмы «BioOptica». Стёкла заключали в среду «BioMaunt» фирмы «BioOptica». Мы проанализировали уровень пролиферации, определённый по Ki-67, в случаях аденокарциномы толстой кишки с метастазами и без них. Все случаи по пролиферативному уровню были разделены на группы: меньше 30%; больше 30%, но меньше 50%; больше 50%, но меньше 70%; больше 70% (табл. 2). Как видно из табл. 2, в группе аденокарцином без метастазов было два наблюдения, в которых пролиферация была ниже 30%. Однако необходимо учитывать, что оценка метастатического статуса в данной группе осуществлялась до операции при помощи компьютерной томографии и на удалённом материале гистологически (в группу вошли только те пациенты, у которых было забрано для исследования не менее 16 лимфатических узлов). Таким образом, выявленные два случая с относительно низким уровнем пролиферации могут быть сомнительны в плане метастатического потенциала, так как не был прослежен безрецидивный период. Если сравнить распределение случаев по уровню пролиферации в зависимости от метастатического потенциала, то мы увидим следующие кривые (рис. 1). Как видно из рис. 1, пересечение кривых произошло в области [50%; 70%], но если для кривой метастатического рака это точка экстремума, то для неметастатического - точка с максимальным ростом. Точка экстремума для случаев pN0M0 лежит в области >70%, то есть с максимальным пролиферативным уровнем. Если сопоставить уровень пролиферации в группах с метастатическими аденокарциномами толстой кишки и неметастатическими опухолями с составлением таблицы сопряжения 2×2, то мы увидим следующую картину (табл. 3). Как видно из табл. 3, существует значительное отличие доли случаев с экстремально высоким уровнем пролиферации (>70%) и относительно низким (≤30%) в группах с метастатическим и неметастатическим раком. Это подтверждает наше предположение о том, что низкий уровень пролиферации в аденокарциномах толстой кишки - плохой прогностический признак. Высокий же уровень пролиферации не имеет самостоятельного прогностического значения. Для подтверждения данных выводов мы провели исследование на группе аденокарцином с прослеженным 5-летним клиническим периодом. Отличием данных случаев является тот факт, что у пациентов был прослежен 5-летний период, и в группу вошли только те пациенты, у которых не было метастазирования и рецидивов в течение этого времени. В 21 (95%) из 22 случаев пролиферация по Ki-67 была выше 70%, лишь в 1 наблюдении она составила 60%. Ни 1 случая с прослеженным 5-летним безрецидивным периодом и без развития метастазов с уровнем пролиферации менее 50% выявлено не было. Таким образом, это подтверждает наше предположение о том, что низкий уровень пролиферации в аденокарциномах толстой кишки - плохой прогностический признак. Более того, в 2 случаях с низким уровнем пролиферации из предыдущей группы следует ожидать в будущем развития метастазов или рецидива. Эта позиция позволяет понять данные предыдущего нашего исследования, где крайне высокая пролиферативная активность в аденокарциномах толстой кишки не сопровождалась высокой эффективностью химиотерапии, более того, все 9% случаев с низкой пролиферативной активностью имели регионарные или отдалённые метастазы [1]. К схожим результатам пришли E.C. Fluge и соавт. [4], показав, что высокий пролиферативный уровень (>40%) является хорошим прогностическим маркёром для безрецидивного течения заболевания у пациентов с аденокарциномами ободочной кишки. Высокий уровень пролиферации наблюдается в ранних неметастатических формах аденокарцином толстой кишки [7]. E.B. Salminen и соавт. [10] показали, что высокий пролиферативный уровень, определённый по Ki-67, - хороший прогностический фактор для выживаемости пациентов в сравнении с низкой пролиферативной активностью. В наших исследованиях было клиническое наблюдение с агрессивной формой аденокарциномы толстой кишки с метастазами в сальник, брюшину и пупочную область у 28-летнего пациента. Пролиферативная активность, определённая по Ki-67, составила в данном случае 20%. ВЫВОД Низкая пролиферативная активность в аденокарциномах толстой кишки - плохой прогностический признак с точки зрения развития метастазов и рецидивов. Таблица 1 Характеристика пациентов Количество случаев Распределение по стадиям Средний возраст, годы Распределение по полу 217 I-II - 55 (25%), IV - 162 (75%) 59 М: 104 (48%), Ж: 157 (52%) Таблица 2 Уровень пролиферации в аденокарциномах толстой кишки в зависимости от метастатического статуса (n=217) Пролиферация по Ki-67 Метастатическая форма Неметастатическая форма Ki-67 ≤30% 30 (18,5%) 2 (3,6%) 30% <Ki-67 ≤50% 40 (24,7%) 5 (9,1%) 50% <Ki-67 ≤70% 49 (30,3%) 19 (34,5%) Ki-67 >70% 43 (26,5%) 29 (52,8%) Всего случаев 162 55 Рис. 1. Распределение случаев аденокарциномы толстой кишки в зависимости от пролиферативного уровня в категориях с метастатическим раком и раком рN0M0. раскин.tif Таблица 3 Таблица сопряжённости 2×2 для метастатической и неметастатической аденокарцином с уровнем пролиферации до 30% и превышающим 70% Метастатическая форма Неметастатическая форма Пролиферация по Ki-67 ≤30% 30 (41%) 2 (6%) χ2=10,6883, р=0,0019 Пролиферация по Ki-67 >70% 43 (59%) 29 (94%)
×

About the authors

G A Raskin

Russian Research Centre for Radiology and Surgical Technologies, Saint-Petersburg, Russia

Email: rasking@list.ru

S V Petrov

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

References

  1. Раскин Г.А., Орлова Р.В., Петров С.В., Протасова А.Э. Иммуногистохимическое исследование аденокарциномы толстой кишки для оценки прогностических факторов // Вестн. Санкт-Петербург. ун-та. - 2012. - Серия 11. - №1. - С. 172-182.
  2. Belac-Lovasic I., Petković M., Ferrari A.M. Evaluation of adjuvant chemotherapy in patients with colorectal cancer in Primorsko-Goranska and Istarska County - a twenty years retrospective study // Coll. Antropol. - 2011. - Vol. 35. - P. 111-114.
  3. Ferlay J., Shin H.R., Bray F. et al. GLOBOCAN 2008 v2.0, cancer incidence and mortality worldwide: IARC CancerBase No. 10 [Internet]. - Lyon, France: International Agency for Research on Cancer; 2010. - Available from: http://globocan.iarc.fr/Pages/fact_sheets_cancer.aspx.
  4. Fluge Ø., Gravdal K., Carlsen E. et al. Expression of EZH2 and Ki-67 in colorectal cancer and associations with treatment response and prognosis // Br. J. Cancer. - 2009. - Vol. 101, N 8. - P. 1282-1289.
  5. Gerdes J., Schwab U., Lemke H., Stein H. Producing of a mouse monoclonal antibody reactive with a human nuclear antigen associated with cell proliferation // Int. J. Cancer. - 1983. - Vol. 31. - P. 13-20.
  6. Gerdes J. Ki-67 and other proliferation markers useful for immnohistological diagnostic and prognostic evaluations in human malignancies // Semin. Cancer Biol. - 1990. - Vol. 1. - P. 99-106.
  7. Hoos A., Nissan A., Stojadinovic A. et al. Tissue microarray molecular profiling of early, node-negative adenocarcinoma of the rectum. A comprehensive analysis // Clin. Cancer Res. - 2002. - Vol. 8 - P. 38-41.
  8. Moertel C.G., Flemming T.R., Macdonald J.C. et al. 5-FU plus levamisole as effective adjuvant therapy after resection of stage III colon carcinoma: a final report // Ann. Intern. Med. - 1995. - Vol. 122. - P. 321-326.
  9. Saiwaki T., Kotera I., Sasaki M. et al. In vivo dynamics and kinetics of pKi-67: transition from a mobile to an immobile form at the onset of anaphase // Exp. Cell Res. - 2005. - Vol. 308, N 1. - P. 123-134.
  10. Salminen E., Palmu S., Vahlberg T. et al. Increased proliferation activity measured by immunoreactive Ki-67 is associated with survival improvement in rectal/recto sigmoid cancer // World J. Gastroenterol. - 2005. - Vol. 11, N 21. - P. 3245-3249.
  11. Schluter C., Duchrow M., Wohlenberg C. et al. The cell proliferation-associated antigen of antibody Ki-67: a very large, ubiquitous nuclear protein with numerous repeated elements, representing a new kind of cell cycle-maintaining proteins // J. Cell. Biol. - 1993. - Vol. 123, N 3. - P. 513-522.
  12. Starborg M., Gell K., Brundell E., Hoog C. The murine Ki-67 cell proliferation antigen accumulates in the nucleolar and heterochromatic regions of interphase cells and at the periphery of the mitotic chromosomes in a process essential for cell cycle progression // J. Cell. Sci. - 1996. - Vol. 109. - Pt. 1. - P. 143-153.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

© 2014 Raskin G.A., Petrov S.V.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies