Influence of perivascular tumor infiltrating leukocytes on survival after resection of early hepatocellular carcinoma

Hao, Jingcheng (2018): Influence of perivascular tumor infiltrating leukocytes on survival after resection of early hepatocellular carcinoma. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a predominant type of primary liver cancer. The most available curative treatment is liver resection. The outcome in some resected patients remains unsatisfying. It has been suggested that a dysregulated immune system contributes to the development of HCC. Also, it is known that immune response might be involved in tumor progression after hepatectomy because of HCC. Therefore, this makes having a profound understanding of the immune system in HCC patients a priority which could enable us to establish a clinical evaluation of the immune status for risk stratification. This for example can be achieved by standardized counting of tumor‐infiltrating leukocytes. Independent from the type and the number of tumor‐infiltrating leukocytes, the location needs to be considered when predicting the outcome. HCC has a high degree of angiogenesis, and the surface area of these vessels represents the potential border from malignant tumor to the immune system. I first conducted a literature review based on a comprehensive search in PubMed database up to November 2016 for all available studies to assess the prognostic value of infiltrating immune cells in patients with resected HCC. Based on the inconsistencies in the literature, a quantification algorithm across four different tumor entities was developed (mCRC, OvCa, HCC, and PDAC) by evaluating the reliability and accuracy of counting steps. Finally, slides from 60 patients who underwent curative resection from November 2004 through October 2015 in our institution were obtained. The immunohistochemistry staining was performed against CD3, CD8, CD20, CD66b. I quantified the perivascular infiltrating immune cells by using the newly developed QTS algorithm and analyzed the relationship to clinicopathological characteristics and survival. In the study cohort, the perivascular CD8 + T cells densities strongly correlated with CD20 + B cells (r=0.856, p <0.001). The perivascular CD66b + neutrophil‐like correlates with preoperative circulating leukocytes (r=0.343, p=0.007), platelets (r=0.420, p=0.001), and C‐reactive protein (r=0.344, p=0.008). No evidence was found for the influence of CD3 + (p=0.058), CD8 + (p=0.297), CD20 + (p=0.535), or CD66b + (p=0.616) cells on OS. Higher perivascular infiltration of CD3 + (p=0.016) and CD8 + (p=0.028) cells significantly predicted better DFS. The CD20 + (p=0.076) and CD66b + (p=0.521) cells had no significant influence on DFS. In multivariate analysis, the amount of perivascular infiltrating CD3 + cells is an independent predictor of better overall survival (p=0.022), and CD8 + cells predict prolonged disease‐free survival independently (p=0.006). In conclusion, the development of this newly introduced QTS algorithm showed that choosing hotspots by one observer is reliable, computer‐assisted counting is accurate, and this solution is cost‐effective. Using this novel algorithm, it is shown that HCC has relative low immune infiltration in compared with PDAC, mCRC, and OvCa. The amount of perivascular infiltrating CD3 + , CD8 + , and CD20 + cells correlate with each other. Among of perivascular infiltrating CD66b + cells correlates circulating leukocytes, CRP, and platelets. The scorings of CD3 + , CD8 + , and CD20 + infiltrations show significances on predicting disease‐free survival. The amount of perivascular infiltrating CD3 + cells is an independent predictor of better overall survival, and CD8 + cells predict prolonged disease‐free survival independently.

Abstract

Das Hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist der häufigste primäre maligne Lebertumor. Sofern verfügbar ist die häufigste Therapie die Leberesektion (LR). Jedoch ist das Überleben der meisten Patienten unbefriedigend. In einigen Studien konnte gezeigt werden, dass das Immunsystem zur Entwicklung des HCC beiträgt. Zudem scheint die Prognose nach LR eines HCC auch zum Teil von der lokalen Immunreaktion abhängig zu sein. Daher ist ein profundes Verständnis des Immunsystems und der Immunreaktion gegen den Tumor bei HCC‐Patienten essentiell. Dies erlaubt unter Umständen eine klinische Bewertung des Immunstatus für die Risikostratifizierung der an HCC leidenden Patienten. So eine Risikostratifikation könnte möglicherweise durch das standardisierte Zählen von Tumor infiltrierenden Leukozyten erreicht werden. Zudem muss unabhängig von der Art und der Anzahl der Tumor‐infiltrierenden Lymphozyten, muss die Lokalisation bei der Prädiktion des Überlebens berücksichtigt werden. HCC hat einen hohen Grad an Neoangiogenese und die Oberfläche dieser Gefäße stellt die größte Grenze von malignen Tumor zum Immunsystem dar. Zunächst wurde eine Literaturrecherche durchgeführt, die auf einer umfassenden Suche in der PubMed‐Datenbank bis November 2016 für alle verfügbaren Studien basierte. Diese diente der Identifikation des prädiktiven Werts der TILS bei Patienten mit HCC nach einer Operation. In der Literatur wurde eine sehr große Heterogenität bezüglich der Zählweisen der TILs evident. Somit wurde ein einheitlicher Quantifizierungsalgorithmus an verschiedenen Tumorentitäten entwickelt (mCRC, OvCa, HCC und PDAC), für den die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Zählschritte gezeigt werden konnten. Schließlich wurden Proben von 60 Patienten, die von November 2004 bis Oktober 2015 in unserer Institution einer kurativer Resektion unterzogen wurden, analysiert. Die Immunhistochemie‐Färbung wurde gegen CD3, CD8, CD20, CD66b durchgeführt. Es wurden die perivaskulären infiltrierenden Immunzellen unter Verwendung des neu entwickelten QTS‐Algorithmus quantifiziert. Korrelationsanalysen mit klinikopathologischen Eigenschaften und Überleben wurde durchgeführt. In der Studienkohorte korrelierten die perivaskulären CD8 + T‐Zellen stark mit CD20 + B‐Zellen (r=0,856, p<0,001). Die perivaskulären CD66b + Leukozyten korreliert mit präoperativen zirkulierenden Leukozyten (r=0,343, p=0,007), Plättchen (r=0,420, p=0,001) und Creaktives Protein (r=0,344, p=0,008). Es zeigte sich kein signifikanter Einfluss von CD3 + (p=0,058), CD8 + (p=0,297), CD20 + (p=0,535) oder CD66b + (p=0,616) Zellen auf das OS. Eine höhere perivaskuläre Infiltration von CD3 + (p=0,016) und CD8 + (p=0,028) Zellen prognostizierte ein besseres DFS. Die CD20 + (p=0,076) und CD66b + (p=0,521) gefärbten Zellen hatten keinen signifikanten Einfluss auf die DFS. In der multivariaten Analyse konnte gezeigt werden, dass CD3 + infiltrierende Leukozyten ein unabhängiger Prädiktor für das OS waren (p=0,022). CD8 + infiltrierende Leukozyten waren prädiktiv für das DFS (p=0,006). Als Scoring zeigte sich die Kombination aus CD3 + , CD8 + und CD20 + infiltrierenden Leukozyten prädiktiv für das DFS jedoch nicht für das OS. Abschließend ist unser neu eingeführter QTS‐Algorithmus zuverlässig, präzise und kostengünstig. Unter Verwendung dieses neuartigen Algorithmus’ konnte gezeigt werden, dass perivaskulär infiltrierende Leukozyten das tumorspezifische Überleben von Patienten, die sich einer kurativen Resektion unterziehen, unabhängig voraussagen können.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 12. April 2018
• 1. Bericht­erstatter:in: Werner, Jens