ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Impact of PD-L1 status on the long-term outcomes of radical treatment of patients with prostate cancer

V.B. Matveev, A.A. Kirichek, V.M. Safronova, K.O. Khafizov, M.G. Filippova, L.N. Lyubchenko

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia, Moscow, Russia
A wide range of variables are associated with poor long-term outcomes of radical treatment in patients with prostate cancer (PCa). Expression of the programmed death-1 ligand 1 (PD-L1) in tumor might be a potential novel marker for PCa.
Aim: to evaluate the influence of PD-L1 expression status in tumor cells on long-term results of radical treatment in patients with PCa.
Materials and methods: a total of 45 patients with pathologically-proven PCa who undergone radical treatment and followed at N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology were retrospectively analyzed. In all cases PD-L1 expression in tumor cells was evaluated by immunohistochemical studies of paraffin block sections obtained under direct control of pathologist. Positive expression of PD-L1(+) was defined as expression level in tumor cells ≥ 1%, while hyperexpression was diagnosed when expression level L1 ≥ 5%.
Results: PD-L1 expression and hyperexpression in tumor cells were identified in 8 (17.8%) and 6 (13.3%) cases. Median metastasis-free survival in patients with positive PD-L1 expression was 48.918 months (95% CI 42.523-55.313) and was less than in patients with negative PD-L1 expression (68.033 months, 95% CI 48.242- 87.824, p=0.090). Cancer-specific survival in patients with negative PD-L1 expression was significantly longer compared to patients with positive expression (p=0.05) and hyperexpression (p=0.024) of PD-L1 in tumor cells. Multivariate Cox analysis confirmed independent predictive value of positive expression and hyperexpression of PD-L1 in tumor cells for metastasis-free survival (HR 3.461, 95% CI 1.171-10.228, p=0.025, and HR 3.916, 95% CI 1.129-13.591, p=0.032) and cancer-specific survival (HR 7.65, 95% CI 0.69-84.51, p=0.097, and HR 9.73, 95% CI 0.87-108.78, p=0.065).
Conclusion: According to our study and published data, positive PD-L1 expression in tumor cells is associated with poor prognosis of PCa. Given the lack of association of PD-L1 expression in tumor cells with the routine clinical and pathological characteristics of the disease, it seems reasonable to include the status of PD-L1 expression in the current predictive nomograms for patients with PCa. The results may indicate the potential benefits of developing personalized approaches to PCa treatment, particularly with targeting a PD-L1/PD-1 signaling pathway in tumor cells.

Keywords

prostate cancer
PD-L1
metastasis-free survival
cancer-specific survival
predictor

Введение. Рак предстательной железы (РПЖ) остается важной проблемой в современной онкологии, занимает 2-е (14,5%) место в структуре онкологической заболеваемости и 3-е (8,1%) – в структуре онкологической летальности мужского населения России [1]. Несмотря на уменьшение доли больных III–IV стадий и рост выявляемости раннего РПЖ с использованием современных методов визуализации [2, 3], по темпам прироста смертности среди мужчин за последние 10 лет данная онкопатология занимает 1-е (+13,9%) место на фоне значительного снижения стандартизованного показателя смертности от всех злокачественных новообразований (-14,5%).

Выбор тактики лечения больных РПЖ без выявленных отдаленных метастазов зависит прежде всего от риска прогрессирования опухолевого процесса [4–6]. Известно, что клиническое течение заболевания значительно варьируется от высокоагрессивной формы до индолентной. Наиболее широкое практическое применение получила классификация риска D’Amico с выделением трех групп – низкого, промежуточного или высокого рисков [7]. Российские и международные профессиональные сообщества рекомендуют использование данной классификации в различных модификациях, которые могут различаться по количеству выделяемых групп риска (от 3 до 7), но используют одни и те же клинико-морфологические характеристики заболевания: уровень простатического специфического антигена (ПСА) на момент выявления РПЖ, степень дифференцировки опухоли по шкале Глисона (индекс Глисона) и клиническую стадию [4–6, 8]. Валидация модели риска D’Amico подтвердила ее прогностическую значимость для выживаемости без рецидива больных, получивших радикальную лучевую терапию (ЛТ) или перенесших радикальную простатэктомию (РПЭ) [7, 9, 10].

Существенный недостаток классификации D’Amico связан с выявленной гетерогенностью результатов лечения больных в каждой из групп риска: например, выделена подгруппа «благоприятного» высокого риска [11], стратифицированы подгруппы очень высокого риска, благоприятного и неблагоприятного промежуточного риска [12], обнаружена когорта больных со скрытым неблагоприятным прогнозом в группе низкого риска [13]. Для оптимизации модели риска может быть использовано два пути: во-первых, дальнейшее увеличение групп риска (например, до 7 групп в рекомендациях NCCN [4]) или добавление независимых маркеров неблагоприятного прогноза. В настоящее время выявлен широкий спектр факторов, преимущественно патоморфологических (наличие периневральной или лимфоваскулярной инвазии, криброзных структур в опухоли), но также иммуногистохимических (экспрессия Ki-67 в опухоли) и молекулярно-генетических (экспрессия каликреина 3, мутации в генах BRCA1/2 и CHEK2), ассоциированных с ухудшением отдаленных результатов радикального лечения РПЖ (табл. 1) [14–23].

Новым потенциально перспективным маркером может быть экспрессия лиганда белка программируемой клеточной гибели (programmed cell death protein ligand, PD-L1) в опухоли, ключевого компонента сигнального пути контрольных точек иммунного ответа, стимулирующего апоптоз антигенспецифичных Т-лимфоцитов в лимфатических узлах и одновременно подавляющего апоптоз регуляторных супрессорных Т-лимфоцитов (Tregs). В нормальных условиях сигнальный путь PD/PD-L1 регулирует степень выраженности и длительность иммунного ответа, защиту от аутоиммунных реакций и повреждения собственных тканей. Экспрессия PD-L1 в опухоли ассоциирована с неблагоприятным клиническим течением и снижением выживаемости больных колоректальным раком [24], раком молочной железы [25], поджелудочной железы [26] и других злокачественных новообразований [27 – 31].

Цель исследования: оценить прогностическое влияние PD-L1-статуса в опухолевых клетках на отдаленные результаты радикального лечения больных РПЖ.

Материалы и методы. В ретроспективный анализ были включены данные 45 пациентов с гистологически верифицированной аденокарциномой предстательной железы, находившихся под наблюдением в НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина после радикального лечения: радикальной простатэктомии (РПЭ; n=39), лучевой терапии (ЛТ; n=6). Значительную (71,1%) долю составили больные, у которых в момент наблюдения выявлено прогрессирование опухолевого процесса с развитием отдаленных метастазов.

У всех пациентов определяли экспрессию PD-L1 в опухолевых клетках с использованием метода иммуногистохимического исследования срезов парафиновых блоков, полученных под контролем патоморфолога с применением моноклонального антитела Anti-PD-L1 antibody (28-8) (ab 205921) на иммуностейнере «Ventana BenchMark GX». За экспрессию PD-L1(+) принимали уровень экспрессии PD-L1 ≥1% в опухолевых клетках; за гиперэкспрессию PD-L1hyper(+) – ≥5%.

Статистическую обработку материалов исследования проводили с помощью пакета прикладных программ IBM SPSS Statistics версии 22 (IBM Corp., США). Для определения различий между качественными показателями пациентов различных групп применяли точный критерий Фишера. Метод параметрической статистики (t-критерий Стьюдента) использовали для оценки различий в группах при нормальном распределении числовых данных, в отсутствие нормального распределения данных использовали методы непараметрической статистики (U-тест Манна–Уитни).

Выживаемость без биохимического рецидива, безметастатическую и опухолевоспецифическую выживаемость больных оценивали по методу Каплана–Майера, статистические различия между группами – с помощью log-rank-теста. Для оценки потенциального влияния различных факторов риска на каждый вид выживаемости проводили однофакторный анализ с использованием непараметрической модели пропорциональных рисков Кокса. В многофакторную модель были включены факторы риска с наиболее значимым влиянием на выживаемость (p<0,2). Статистически значимыми считали различия при р<0,05 (95% уровень значимости).

Результаты. Экспрессия и гиперэкспрессия PD-L1 в опухолевых клетках выявлены в 8 (17,8%) и 6 (13,3%) случаях соответственно. В зависимости от результатов иммуногистохимического анализа пациенты были распределены на 3 группы: без выявленной экспрессии PD-L1(–); с выявленной экспрессией PD-L1(+) и пациенты с выявленной гиперэкспрессией PD-L1hyper(+).

Медиана возраста на момент выявления РПЖ в группе пациентов PD-L1(+) составила 56,5 лет и была ниже, чем в группе PD-L1(-), – 62 года (p=0,094). Уровень ПСА на момент выявления заболевания, распределение по стадиям T и N, гистологической градации опухоли в этих группах статистически значимо не различались. Пациенты с PD-L1hyper(+) статистически значимо не различались по вышеуказанным клиническим характеристикам (табл. 2).

Все три группы оказались сбалансированными по прогностически неблагоприятным патоморфологическим характеристикам. Низкодифференцированные формы опухоли чаще встречались при PD-L1(-) (40,5%), но без достоверных различий по сравнению с PD-L1(+) (25%, p=0,69) и PD-L1hyper(+) (16,7%, p=0,386). В группе PD-L1(-) чаще (75,7%), чем в группе PD-L1(+) (62,5%), встречалась периневральная инвазия опухоли (р=0,661). Напротив, при PD-L1(+) несколько чаще выявляли криброзные структуры и лимфоваскулярную инвазию опухоли, чем при PD-L1(-) (25 против 13,5%, р=0,59, и 30,5 против 42,9%, р=0,665 соответственно) и PD-L1hyper(+) (16,7%, р=1,00; и 50%, р=0,383).

Выживаемость без биохимического рецидива после радикального лечения РПЖ

Всего в анализ выживаемости без биохимического рецидива были включены данные 35 больных РПЖ. Критерии исключения пациентов: наличие адъювантной лучевой или гормональной терапии, надир послеоперационного ПСА ≥0,2 нг/мл. При медиане наблюдения 57,9 мес. биохимический рецидив выявлен у 20 (71,4%) пациентов PD-L1(-), у всех 7 (100%) пациентов PD-L1(+) и 5 (100%) пациентов PD-L1hyper(+).

Медиана выживаемости без биохимического рецидива больных во всех 3 группах статистически не различалась и составила 17,77 мес. (95% ДИ – 5,86–29,68) в группе PD-L1(-), 24,85 ме.с (95% ДИ – 0,00–65,49, р=0,575) в группе PD-L1(+) и 9,02 мес. (95% – 4,79–13,24, p=0,402) в группе PD-L1hyper(+). График выживаемости без биохимического рецидива после радикального лечения РПЖ в зависимости от PD-L1-статуса в опухолевых клетках представлен на рис. 1.

Безметастатическая выживаемость после радикального лечения РПЖ

Всего в анализ безметастатической выживаемости включены данные 39 больных РПЖ. Критерии исключения: проведение адъювантной гормональной терапии, надир послеоперационного ПСА ≥0,2 нг/мл. При медиане наблюдения 57,9 мес. метастатическое прогрессирование выявлено у 17 (53,1%) пациентов PD-L1(-), у всех 7 (100%) пациентов PD-L1(+) и 5 (100%) пациентов PD-L1hyper(+).

Медиана безметастатической выживаемости больных в группе PD-L1(+) составила 48,918 мес. (95% ДИ 42,523–55,313) и была ниже, чем в группе PD-L1(-) – 68,033 мес (95% ДИ – 48,242–87,824), различие имело тенденцию к статистической значимости (p=0,090, log-rank-тест). Медиана безметастатической выживаемости больных в группе PD-L1hyper(+) составила 52,197 мес. (95% ДИ – 15,098–89,295) и достоверно не отличалась от таковой группы PD-L1(-) (p=0,181, log-rank-тест). 12-месячная безметастатическая выживаемость после радикального лечения при статусе PD-L1(-) была 90,4±5,3%, при статусе PD-L1(+) и PD-L1hyper(+) – 100%; 5-летняя безметастатическая выживаемость – 65,6±9,7, 28,8±16,1 и 40,0±21,9% соответственно (рис. 2).

С помощью однофакторного анализа Кокса обнаружена тенденция прогностической значимости экспрессии (ОР – 2,161, 95% ДИ – 0,868–5,380, р=0,098) и гиперэкспрессии PD-L1 в опухолевых клетках (ОР – 1,984, 95% ДИ – 0,712–5,524, р=0,190) в отношении безметастатической выживаемости больных после радикального лечения РПЖ (табл. 3). По результатам многофакторного регрессионного анализа Кокса подтверждено независимое прогностическое влияние экспрессии (ОР – 3,461; 95% ДИ – 1,171–10,228; р=0,025) и гиперэкспрессии PD-L1 в опухолевых клетках (ОР – 3,916; 95% ДИ – 1,129–13,591; р=0,032, табл. 4).

Другими независимыми факторами неблагоприятного прогноза безметастатической выживаемости были положительный край резекции и низкодифференцированная гистологическая форма опухоли.

Опухолевоспецифическая выживаемость после радикального лечения РПЖ

В анализ включены данные всех 45 больных РПЖ. При медиане наблюдения 55,30 мес. летальные исходы от РПЖ выявлены у 2 (5,4%) пациентов группы PD-L1(-), у 2 (25%) – PD-L1(+) и у 2 (33,3%) – PD-L1hyper(+).

Опухолевоспецифическая выживаемость больных группы PD-L1(-) оказалась статистически значимо выше, чем в группах PD-L1(+) (p=0,05) и PD-L1hyper(+) (p=0,024; рис. 3).

Пятилетняя опухолевоспецифическая выживаемость больных после радикального лечения при статусе PD-L1(-) составила 97,1±2,9%, при PD-L1(+) – 87,5±11,7%, при PD-L1hyper(+) – 83,3±15,2%. Единственными факторами с тенденцией значимости для прогноза опухолевоспецифической выживаемости при анализе Кокса оказались экспрессия (ОР – 7,65; 95% ДИ – 0,69–84,51; р=0,097) и гиперэкспрессия PD-L1 в опухолевых клетках (ОР – 9,73; 95% ДИ – 0,87–108,78; р=0,065, табл. 3).

Обсуждение. Результаты нашего исследования показали высокую (17,8%) частоту экспрессии PD-L1 в опухолевых клетках больных первично-неметастатическим РПЖ. Широкая вариабельность экспрессии PD-L1 в первичной опухоли РПЖ, по данным других исследований (от 8 до 92%) [32 – 35], связана с рядом причин: трудностями стандартизации иммунногистохимического анализа, когда результаты зависят от выбора техники подготовки образцов, используемых антител, различающихся по своей специфичности и аффинности к разным эпитопам исследуемых белков, а также субъективными критериями интерпретации полученных данных. Важно отметить, что повышенная активность PD-L1 в опухоли редко связана с активирующими молекулярными перестройками гена PD-L1 [36] и почти всегда обусловлена адаптацией к изменениям иммунного микроокружения опухоли [34, 37, 38].

Наше исследование выявило отсутствие достоверной ассоциации экспрессии PD-L1 в опухолевых клетках РПЖ и рутинно применяемых морфологических факторов неблагоприятного прогноза, что соответствует данным других исследований [33, 39, 40]. Тем не менее в нашем исследовании отдаленные результаты радикального лечения РПЖ оказались хуже при PD-L1(+)-статусе: отмечено снижение безметастатической и опухолевоспецифической выживаемости пациентов (p=0,090 и р=0,05 соответственно) по сравнению с PD-L1(-). В многофакторном анализе Кокса наличие экспрессии PD-L1 в опухолевых клетках служит независимым фактором неблагоприятного прогноза безметастатической выживаемости (ОР – 3,46; 95% ДИ – 1,17–10,23; р=0,025) и опухолево-специфической выживаемости (ОР – 7,65; 95% ДИ – 0,69–84,51; р=0,097). Аналогичные выводы о независимом неблагоприятном прогностическом влиянии экспрессии PD-L1 получены в нескольких крупных многоцентровых исследованиях. Так, H. Gevensleben и et al. обнаружили неблагоприятное влияние на риск биохимического рецидива после РПЭ (ОР – 2,37; 95% ДИ – 1,32–4,25; р=0,004) [35], N. Ness et al. – ассоциацию со снижением выживаемости без клинического прогрессирования после радикального лечения (ОР – 2,48; 95% – 1,12–5,48; р=0,025) и тенденцию влияния на выживаемость без биохимического рецидива (ОР – 1,34; 95% ДИ – 0,97–1,85; р=0,078) [40]. Механизмы неблагоприятного влияния экспрессии PD-L1 в опухоли обусловлены развитием иммунной толерантности к Т-лимфоцитам, активацией апоптоза с истощением пула эффекторных Т-лимфоцитов и усилением иммуносупрессивной функции Tregs, что позволяет опухоли ускользнуть от иммунного ответа и способствует прогрессированию опухолевого процесса. Кроме того, возможны и дополнительные специфические для РПЖ механизмы, так как обнаружена корреляция между экспрессией PD-L1 и экспрессией андрогенновых рецепторов (р<0,001), пролиферацией Ki-67 (p<0,001) [35].

Наше исследование имеет ограничения, обусловленные ретроспективным набором пациентов, малой выборкой и данными одного центра. Тем не менее полученные результаты позволяют рассматривать экспрессию PD-L1 в качестве биомаркера для селекции больных РПЖ с высоким риском прогрессирования заболевания, которым может быть противопоказано активное наблюдение и возможны преимущества от выбора комбинированных подходов к лечению.

Заключение. Результаты нашего исследования и данные публикаций показывают, что наличие экспрессии PD-L1 в опухолевых клетках ассоциированы с неблагоприятным прогнозом клинического течения РПЖ, в частности снижением безметастатической и опухолевоспецифической выживаемости больных после радикального лечения. Механизм неблагоприятного влияния экспрессии PD-L1 в опухоли связан с ключевой ролью данного белка в контроле иммунного ответа. С учетом отсутствия связи экспрессии PD-L1 в опухоли с рутинными клинико-патоморфологическими характеристиками заболевания представляется целесообразным включение экспрессии PD-L1 в действующие номограммы модели риска РПЖ. Полученные результаты могут свидетельствовать о потенциальной целесообразности развития персонализированных подходов к лечению РПЖ, в том числе с использованием лечения с направленным воздействием на сигнальные пути PD-L1/PD-1 в опухолевых клетках.

About the Authors

Corresponding author: A.A. Kirichek – Ph.D. student at the Department of Urology of N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Moscow, Russia; e-mail: akirdoctor@gmail.com

Similar Articles