저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 이용자는 아래의 조건을 따르는 경우에 한하여 자유롭게
l 이 저작물을 복제, 배포, 전송, 전시, 공연 및 방송할 수 있습니다. 다음과 같은 조건을 따라야 합니다:
l 귀하는, 이 저작물의 재이용이나 배포의 경우, 이 저작물에 적용된 이용허락조건 을 명확하게 나타내어야 합니다.
l 저작권자로부터 별도의 허가를 받으면 이러한 조건들은 적용되지 않습니다.
저작권법에 따른 이용자의 권리는 위의 내용에 의하여 영향을 받지 않습니다. 이것은 이용허락규약(Legal Code)을 이해하기 쉽게 요약한 것입니다.
Disclaimer
저작자표시. 귀하는 원저작자를 표시하여야 합니다.
비영리. 귀하는 이 저작물을 영리 목적으로 이용할 수 없습니다.
변경금지. 귀하는 이 저작물을 개작, 변형 또는 가공할 수 없습니다.
의학 석사학위 논문
전립선암 환자의 전립선 침생검 조직에서 Programmed death – ligand 1 발현의
예후적 가치
아 주 대 학 교 대 학 원
의 학 과
심 강 희
전립선암 환자의 전립선 침생검 조직에서 Programmed death – ligand 1 발현의
예후적 가치
지도교수 김 선 일
이 논문을 의학 석사학위 논문으로 제출함.
2021년 8월
아 주 대 학 교 대 학 원 의 학 과
심 강 희
심강희의 의학 석사학위 논문을 인준함.
심사위원장 김 선 일 인
심 사 위 원 안 현 수 인
심 사 위 원 최 종 보 인
아 주 대 학 교 대 학 원
2021년 8월
국문요약
전립선암 환자의 전립선 침생검 조직에서 Programmed death – ligand 1 발현의 예후적 가치
암세포에서 Programmed death–ligand 1 (PD-L1)의 발현은 종종 암의 악성도 및 PD-1 경로 억제제 치료에 대한 반응성과 관련이 있다. 현재까지 전립선암의 영역에서 전립선절제술 절편보다 조직의 크기가 훨씬 작은 전립선 침 생검 조직의 PD-L1 면역 조직 화학 검사에 대 한 타당성 및 결과에 대한 연구는 진행된 바가 없으며, 따라서 우리는 본 연구를 통해 전립선 암에서 PD-L1의 발현을 침생검 표본으로부터 증명하고, 침 생검 표본에서 전립선암 조직의 PD-L1 발현과 환자의 종양학적 예후 간의 상관관계를 분석해 보고자 한다. 또한, 전립선암 조직에서의 PD-L1 발현이 생화학적 재발, 임상적 재발, 전이, 거세저항성 전립선암으로의 전 환 및 암 특이사망률과 같은 나쁜 임상 결과와 관련이 있는지 확인해 보고자 한다.
1999년 1월부터 2017년 12월까지 아주 대학교 병원에서 전립선암 진단 하 일차 방사선 치 료를 받은 모든 171명의 환자로부터 획득한 총 971개의 전립선 침생검 슬라이드를 항 -PD-L1 항체를 사용하여 면역 염색을 시행하였다. PD-L1의 발현 및 PD-L1의 발현과 Gleason 점수, 종양 부피 백분율의 연관성을 평가하였다. 연구에 포함된 환자들을 세포막 PD-L1 및 세포핵 PD-L1 발현에 따라 구분하여, 양성군과 음성군 사이의 임상 병리학적 특성 을 비교하였으며, 생화학적 무재발 생존율에 대한 세포막 PD-L1 및 세포핵 PD-L1 발현의 상 대적 위험도를 평가하였다.
염색을 진행한 전체 슬라이드 가운데 15% 및 46%가 각각 세포막 PD-L1 및 세포핵 PD-L1 에 대해 양성으로 확인되었다. Gleason 점수와 세포막 PD-L1 사이에는 양의 상관관계를 보 였으며, Gleason 점수와 세포핵 PD-L1 사이에는 음의 상관관계를 보였다. 세포막 PD-L1과 세포핵 PD-L1 사이에는 유의한 상관관계가 없었다. 세포막 PD-L1의 경우 치료 전 전립선 특 이항원 수치가 음성군보다 양성군에서 유의하게 높게 확인되었으며, Gleason 점수 및 임상적 병기와는 연관성을 보이지 않았다. 세포핵 PD-L1의 경우 Gleason 점수 및 임상적 병기는 음 성군보다 양성군에서 유의하게 높게 확인되었다. 다변량 분석에서는 치료 전 전립선 특이항 원, Gleason 점수, 병기, 세포막 PD-L1 발현 및 세포핵 PD-L1 발현 가운데 Gleason 점수 한 항목만이 무 재발 생존율에 관련된 유일한 독립적 예후 인자로 확인되었다.
을 모두 확인할 수 있었으며, 더 나아가 이러한 PD-L1의 발현이 Gleason 점수와도 어느 정 도 관련성이 있다는 임상적인 결과를 도출하였다. 마지막으로 본 연구가 고위험 전립선암 환 자의 치료에 있어 면역 치료라는 추가적인 선택지를 제공할 수 있게 되기를 기대한다.
핵심되는 말 : 전립선암, programmed death – ligand 1, 면역조직화학염색
차 례
I. 서론 ··· 1
II. 재료 및 방법 ··· 3
1. 환자선택 및 바늘생검슬라이드준비 ··· 3
2. 면역조직화학염색 ··· 3
3. 염색슬라이드분석 ··· 3
4. 임상병리학적 자료수집 및 환자분류 ··· 4
5. 통계분석 ··· 4
III. 결과 ··· 5
1. 면역조직화학염색결과 ··· 5
2. 임상결과 ··· 8
IV. 고찰 ··· 11
V. 결론 ··· 13
참고문헌 ··· 14
영문요약 ··· 17
그 림 차 례
그림 1. 면역 화학 염색을 통해 확인되는 경직장
전립선 생검 조직에서의 세포막 및 세포핵 Programmed death – ligand 1의 발현 ···· 7
그림 2. Programmed death – ligand 1의 발현유무에 따른 생화학적 무재발 생존율을 보여주는
Kaplan-Miere 곡선 ··· 10
표 차 례
표 1. 다항 로지스틱 회귀 분석을 통한 전립선
암에서 세포막 및 세포핵 Programmed death – ligand 1의 발현과 Gleason 점수 및 종양 부피 백분율과의 상관관계 ··· 6
표 2. Programmed death – ligand 1의 발현여부에
따른 전립선암 환자의 임상적 특성 ··· 9
I. 서론
최근 암치료의 새로운 표적으로 주목받고 있는 면역관문 (Immune checkpoint)은 면역세 포에서 발현되는 세포표면단백질로, 일부는 암세포에서 면역매개 제거를 회피하기 위해 이용 된다.1 현재까지 세포독성 T-림프구 단백질 4 (CTLA4)와 programmed death protein-1 (PD-1)을 주된 대상으로 많은 연구들이 진행되고 있다. CTLA4 경로와 달리 PD-1 경로는 특 정 리간드인 PD-L1 및 PD-L2 가 PD-1에 결합하여 면역조절기능을 활성화한다. 이러한 막 횡단 단백질은 대부분 대식세포와 수지상세포에서 발견되지만, PD-L1은 다양한 암세포에서도 그 발현이 확인된다. 암세포막의 PD-L1이 PD-1에 결합하여 경로를 활성화하면 암세포는 T 세포면역을 피하고 증식할 수 있는 기회를 얻게 된다.
면역관문억제제는 최근 출시된 유망한 약물로써 악성흑색종, 비소세포폐암, 신세포암, 방광 암 등과 같은 다양한 암 치료에 효과가 입증되었다.2-5 Nivolumab 및 bevacizumab 같은 약 제가 가장 대표적이며 이들은 PD-1 경로를 차단함으로써 작용한다.
2012년 GLOBOCAN 프로젝트에서 발표한 자료에 의하면 전립선암은 전 세계 남성암 가운 데 진단율 2위, 암관련 사망률 5위를 차지하였으며,6 대부분의 아시아 국가에서도 전립선암의 발생률이 증가하고있다.7 따라서 전립선암의 진단 및 치료에 대한 많은 연구가 진행 중인 가 운데 면역관문억제제의 적용 가능성도 관심을 모으고 있다.
전립선암에서 PD-1 / PD-L1의 발현을 조사한 연구가 여러 건 발표되었으나 그 결과는 상 충적이다. 전립선절제 표본을 대상으로 한 한 연구에 의하면 전립선암에서는 PD-1 / PD-L1 발현율이 낮은 것으로 나타났다.8 또 다른 연구에서는 안드로겐 수용체 억제제인 엔자루타마 이드 (enzalutamide)를 복용한 거세저항성 전립선암 환자에서는 PD-1 / PD-L1 발현이 호르 몬 민감성 전립선암에 비해 높은 것으로 나타났다.9-10 또한 빠른 진행을 보이는 전립선암일수 록 PD-L1의 발현율은 높은 것으로 나타났다.11
위에서 언급한 대부분의 연구들은 근치적 전립선절제술을 받은 전립선암 환자의 코호트에 대해 수행되었다. 국소진행성 고위험 전립선암의 경우, 치료 가이드라인에 의해 일차로 권고 되는 치료법은 1에서 3년 동안의 안드로겐 차단요법과 근치적 방사선치료의 복합요법이다.12 따라서 근치적 방사선요법을 받는 환자에서 PD-1 / PD-L1의 발현에 관한 정보를 얻는 것은 향후 치료 결정과 예후 예측에 매우 중요하다. 하지만 이들 환자에서 이용할 수 있는 조직 샘 플은 대부분 전립선 침생검 조직이 전부이며, 지금까지 전립선절제술 절편보다 조직의 크기가 훨씬 작은 전립선 침생검 조직에서의 PD-1 / PD-L1의 발현을 면역조직화학검사를 통해 체
계적으로 연구한 결과는 현재까지 보고된 바가 없다.
통상적으로 PD-L1 면역염색에서는 세포막 발현만이 PD-L1 양성으로 간주되어 왔다. 일부 연구에서 PD-L1의 핵 발현이 확인되었지만, 과거 연구자들은 이에 대해 크게 의미를 부여하 지 않았다. 하지만 최근에는 암조직에서 PD-L1의 핵 발현이 여러 연구자들에 의해 빈번하게 보고되고 있고, 그 의미가 다양하게 해석되고 있다.13-14
이에 본 연구자는 전립선암에서 PD-L1의 세포막 발현과 세포핵 발현을 침생검 표본으로부 터 증명하고, 침생검 표본에서 전립선암 조직의 PD-L1 발현과 환자의 종양학적 예후 간의 상 관관계를 분석해 보고자 하였다. 또한, 전립선암 조직에서의 PD-L1 발현이 생화학적 재발, 임상적 재발, 전이, 거세저항성 전립선암으로의 전환 및 암 특이사망률과 같은 나쁜 임상 결 과와 관련이 있는지 확인해 보고자 하였다.
II. 재료 및 방법
1. 환자선택 및 침생검슬라이드준비
본 연구는 아주대학교병원 기관심의위원회 (IRB, 승인 번호: BMR-KSP-17-363)의 승인을 받 았다. 1999년 1월부터 2017년 12월까지 아주대학교병원에서 전립선암 진단하에 일차 방사선 치료를 받은 모든 환자들의 전향적으로 수집된 데이터를 검토한 뒤 최소 6개 이상의 침생검 코어가 수집된 것으로 확인된 환자를 포함하였다. 조직의 양이 부족한 파라핀 블록은 제외되 었다. 사용 가능한 블록에서 10µm 두께의 조직 절편을 잘라내어 슬라이드마다 각각 3-4개의 절편을 부착하였다.
2. 면역조직화학염색
조직 슬라이드를 enchmark XT 자동 염색장치에서 32분간 배양하여 PD-L1에 대한 면역조 직화학염색을 수행하고 OptiView DAB IHC 검출키트 (Ventana Medical Systems, Tucson, AZ, USA) 를 사용하여 시각화를 진행하였다. Anti-PD-L1 22C3 antibody ( Dako, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)가 본 실험의 1차 항체로 사용되었다.
3. 염색슬라이드분석
면역조직화학염색 및 판독은 임상 전문 병리학자 1인에 의해 진행되었으며 아래의 기준에 따 라 분석하였다. 암 세포막과 핵에서 각각 염색 된 세포의 비율 (0 %, <1 %, ≥1 %)을 측정하 여 염색의 정도를 평가하였으며, 약함, 보통, 강함으로 염색의 강도를 구분하였다. 본 실험에 서의 양성 PD-L1 발현은 염색의 정도가 1% 이상 및 염색의 강도가 보통 이상을 만족시킬 경 우로 정의하였다.
4. 임상병리학적 자료수집 및 환자분류
모든 임상 데이터는 의료 기록의 후향적 검토를 통해 수집되었다. 글리슨 점수가 다른 2개 이상의 양성 생검 코어를 가진 환자의 경우 PD-L1의 발현 유무와 관계없이 글리슨 점수가 가장 높은 슬라이드를 환자의 대표값으로 사용하였다. 환자들은 세포막 PD-L1 발현 양성과 음성 환자군, 세포핵 PD-L1 발현 양성과 음성 환자군으로 구분하여 분석하였으며, 생화학적 재발 (biochemical recurrence, BCR)은 전립선특이항원 (prostate-specific antigen, PSA) 이 최저 수준보다 2ng / ml 이상 증가하는 것으로 정의하였다.15
5, 통계분석
본 연구자는 종양 부피가 클수록 PD-L1 발현의 가능성이 높아질 것으로 추측하였으며, 따라 서 생검 코어당 종양 부피 백분율이 PD-L1 발현에 부당하게 영향을 미칠 수 있다고 가정하 였다. 이론적으로도 이것은 암세포의 밀도가 낮은 글리슨 점수 암에서보다 암세포의 밀도가 높은 높은 글리슨 점수 암에서 더 높은 양성률 발현으로 이어질 수 있다. 이를 근거로 우리는 다중 로지스틱 회귀분석을 시행하여 종양의 부피에 따른 PD-L1 발현을 보정한 뒤 글리슨 점 수와의 상관관계를 분석하였다. 임상 분석을 위해 카이제곱 검정 및 스튜던트 t-검정을 사용 하여 PSA, 글리슨 점수 및 그룹 간의 임상 단계를 비교하였다. Kaplan-Meier 곡선을 사용하 여 생화학적 무재발 생존율을 계산하고 로그 순위법을 사용하여 그룹 간의 생존을 비교하였 다. 단변량 및 다변량 Cox 회귀 분석을 사용하여 생화학적 무재발 생존율에 대한 mPD-L1 및 nPD-L1 발현의 상대적 위험도를 평가하였다.
III. 결 과
1. 면역조직화학 염색결과
총 199명의 환자가 연구에 포함되었으며, 이들 중 생검 조직에서 종양이 확인되는 176명의 환자들에 대한 1063개의 파라핀 블록을 확보하였다. 이들 가운데 생검 조직 내에서 최소 5%
이상 종양을 포함하고 있는 971개의 슬라이드, 171명의 환자가 최종 분석에 사용되었다. 이들 에 대한 글리슨 점수의 분포는 6점에서부터 10점까지가 각각 19%, 39%, 16%, 26%, 1%로 확인되었다. 971개의 슬라이드 중 0%, <1% 및 ≥1% 세포막 PD-L1 염색 비율은 각각 60%, 25%, 15%로 확인되었으며, 염색의 강도는 약함, 보통 및 강함의 비율이 각각 17%, 16%, 7%
로 확인되었다. 글리슨 점수에 따른 세포막 PD-L1 양성률은 글리슨 점수 6에서 9까지, 각각 10%에서 20% 사이의 범위였다. 종양의 부피에 대한 보정을 진행했을 경우, 글리슨 점수 6과 비교하여 8 및 9에서 세포막 PD-L1 양성 발현 비율이 약 2배 이상 높은 것으로 확인되었으 며, 이는 통계적으로도 유의하였다.
세포핵 PD-L1 염색의 경우 971개 슬라이드의 중 31%, 24%, 46%의 비율로 0%, <1% 및
≥1%의 염색이 확인되었으며, 염색의 강도는 약함, 보통, 강함의 순서로 각각 0%, 55%, 9%
의 비율을 보였다. 글리슨 점수에 따른 세포핵 PD-L1 양성률은 글리슨 점수 6의 경우 48%에 서 Gleason 점수 8의 경우 33% 범위였다. 종양 부피에 대한 보정을 진행했을 경우, 글리슨 점수 6과 비교하여 7, 8 및 9에서 세포핵 PD-L1 양성 비율은 0.341에서 0.651 범위였으며, 이들 모두 통계적으로 유의하였다. 세포막 PD-L1의 발현과 세포핵 PD-L1 발현 사이에는 유 의한 상관관계를 보이지 않았다. (Pearson 상관 계수 = 0.010)
표 1. 다항 로지스틱 회귀 분석을 통한 전립선암에서 세포막 PD-L1 및 세포핵 PD-L1 발 현과 Gleason 점수 및 종양 부피 백분율과의 상관관계
No. 세포막 PD-L1 세포핵 PD-L1
양성률 (%)
교차비 (95% 신뢰구간)
보정값*
P 양성률
(%)
교차비 (95% 신뢰구간)
보정값*
p 값
Gleason 점수
0.022 <0.001
10 12 8.3 0.759
(0.092-6.280)
0.798 41.7 0.583 (0.170-1.991)
0.389
9 253 19.8 1.917
(1.020-3.602)
0.043 48.6 0.571 (0.369-0.884)
0.012
8 151 19.9 2.020
(1.047-3.900)
0.036 33.1 0.341 (0.210-0.555)
<0.001
7 374 11.5 1.060
(0.575-1.954)
0.852 47.9 0.651 (0.439-0.964)
0.032
6 181 9.9 1 47.5
종양 부피 백분율
0.756 <0.001
100 146 19.2 1.474 (0.758-2.866)
0.253 55.5 3.906 (2.367-6.445)
<0.001 80-99 221 15.8 1.212
(0.646-2.275)
0.550 51.6 3.295 (2.085-5.208)
<0.001 50-79 205 15.6 1.272
(0.680-2.381)
0.452 51.7 3.105 (1.974-4.883)
<0.001 20-49 220 12.3 1.031
(0.552-1.926)
0.925 59.5 1.800 (1.169-2.771)
0.008
<20 179 11.2 1 29.6
Total 971 14.6 45.6
약어: PD-L1, programmed death – ligand 1
* Gleason 점수와 종양 부피 비율은 다항식 분석을 통해 서로 보정을 진행하였음.
그림 1. 면역 화학 염색을 통해 확인되는 경직장 전립선생검 조직에서의 세포막 및 세포핵 Programmed death – ligand 1의 발현; (A) <1% 염색의 정도 및 약한 염색의 강도를 보이 는 세포막 PD-L1 발현. (세포막 PD-L1 음성군, x 200배) (B) ≥1% 염색의 정도 및 보통 염 색의 강도를 보이는 세포막 PD-L1 발현. (세포막 PD-L1 양성 군, x 100배) (C), (D) ≥1%
염색의 정도 및 강한 염색의 강도를 보이는 세포막 PD-L1 발현. (세포막 PD-L1 양성 군, x 100배 및 x400배) (E) <1% 염색의 정도 및 약한 염색의 강도를 보이는 세포핵 PD-L1 발현.
(세포핵 PD-L1 음성군, x200배) (F) ≥1% 염색의 정도 및 보통 염색의 강도를 보이는 세포 핵 PD-L1 발현. (세포핵 PD-L1 양성 군, x 100배) (G), (H) ≥1% 염색의 정도 및 강한 염색 의 강도를 보이는 세포핵 PD-L1 발현. (세포핵 PD-L1 양성 군, x 100배 및 x 400배)
2. 임상 결과
표2는 세포막 PD-L1 음성 및 양성군, 세포핵 PD-L1 음성 및 양성군을 구분하여 PD-L1 발 현 여부에 따른 환자의 임상적 특성을 보여준다. 평균 치료 전 전립선 특이항원은 세포막 PD-L1 양성군이 세포막 PD-L1 음성군에비해 2배 이상 높게 확인되었으며, 이 차이는 통계 적으로 유의하였다. 그러나 세포막 PD-L1 음성군과 세포막 PD-L1 양성군 사이의 글리슨 점 수 및 병기 분포는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 세포핵 PD-L1의 경우 글리슨 점수와 병기 분포가 세포핵 PD-L1 음성군보다 세포핵 PD-L1 양성군에서 더 높은 것으로 확 인되었으며, 그 차이는 통계적으로 유의하였다. 두 군 간의 평균 전립선 특이항원 수치에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
평균 추적 기간인 94개월 동안 171명의 환자 중 38명의 환자에서 생화학적 재발이 발생했 다. Kaplan-Meier 곡선은 세포막 PD-L1 음성군과 세포막 PD-L1 양성군, 그리고 세포핵 PD-L1 음성군과 세포핵 PD-L1 양성군 사이의 생화학적 무재발 생존율이 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았음을 보여준다. 다변량 분석에서는 치료 전 전립선 특이항원, 글리슨 점 수, 병기, 세포막 PD-L1 발현 및 세포핵 PD-L1 발현 가운데 글리슨 점수가 무재발 생존율에 관련된 유일한 독립적 예후 인자로 확인되었다.
표 2. PD-L1 발현 여부에 따른 전립선암 환자의 임상적 특징 세포막
PD-L1(-)
세포막
PD-L1(+) P 세포핵
PD-L1(-)
세포핵
PD-L1(+) p 값
환자 수 100 71 49 122
나이 69.02±6.30 70.44±6.31 0.98† 69.43±6.09 69.68±6.44 0.421†
PSA 24.31±29.7 2
50.43±69.2
4 <0.001† 37.34±72.0 6
34.28±40.8
4 0.093†
Gleason 점수
6 18(18.0%) 5(7.0%)
0.189‡
13(26.5%) 10(8.2%)
0.002‡
7 30(30.0%) 18(25.4%) 13(26.5%) 35(28.7%) 8 18(18.0%) 15(21.1%) 13(26.5%) 20(16.4%) 9 32(32.0%) 30(42.3%) 9(18.4%) 53(43.4%)
10 2(2.0%) 3(4.2%) 1(2.0%) 4(3.3%)
병기
≤T2 40(40.0%) 18(25.4%)
0.123‡
24(49.0%) 34(27.9%)
0.015‡
T3a 28(28.0%) 27(38.0%) 15(30.6%) 40(32.8%)
≥T3b 32(32.0%) 26(36.6%) 10(20.4%) 48(39.3%)
약어: PD-L1, programmed death – ligand 1; PSA, prostate-specific antigen (전립선 특이항원). †스튜던트 t-검정, ‡카이 제곱 검정
그림 2. PD-L1 발현유무에 따른 생화학적 무재발 생존율을 보여주는 Kaplan-Meier 곡선;
(A) 세포막 PD-L1 음성 및 세포막 PD-L1 양성군; (B) 세포핵 PD-L1 음성 및 세포핵 PD-L1 양성군.
IV. 고 찰
우리의 연구는 전립선암에서 PD-1 경로의 존재와 예후 중요성을 보여주는 일련의 연구에 작 지만 중요한 새로운 정보를 추가하였다.8-11 우리의 연구 방법은 대부분의 진행성 전립선암 환 자와 방사선 치료를 받는 많은 국소진행성 전립선암 환자들로부터 얻을 수 있는 유일한 초기 진단 조직인 바늘생검 표본으로 염색 연구를 진행했다는 점에서 다른 연구들과 차별화를 두었 으며, 따라서 본 연구가 전립선암의 면역 치료에 있어서 불리한 위치에 있는 전립선암 환자에 게 도움을 줄 수 있게 되기를 기대한다. 체계적인 접근 방식으로 글리슨 점수와 종양 부피 비 율에 대해 개별적으로 재평가를 진행하였으며, 이를 통해 확보한 971개의 대규모 정보 및 이 정보를 이용해 도출된 글리슨 점수와 세포막 PD-L1 발현 사이에 확인되는 관계는 다른 연구 들과는 차별화된 본 연구의 또 다른 장점이다.
본 연구에서 세포막 PD-L1 양성률 15%로 확인되었으며, 이는 1%의 상대적으로 낮은 기준 점에도 불구하고 다소 실망스러운 염색 결과이다. Baas et al. (2017) 은 이미 다른 연구에서 22C3 항체와 관련된 상대적으로 낮은 발현 결과를 설명하였지만,16 그 외에도 본 연구에서 확 인된 낮은 양성률에 대해서는 추가적인 설명이 필요해 보인다. 우선 작은 크기의 바늘생검 표 본 자체가 낮은 양성률에 부분적으로 영향을 미쳤을 것으로 생각한다. 대부분의 선행 연구들 이 전립선 절제 후 다수의 종양이 포함된 조직으로 염색을 진행한반면, 본 연구에서는 아주 작은 침생검 조직에 대한 염색을 진행했기 때문에 전체적으로 작은 조직의 부피 및 조직에 포 함되어있는 종양의 양 차이 등으로 인해 다른 연구들에 비해 상대적으로 낮은 발현율을 보였 을 것으로 추측한다.
장기간 보존되었던 파라핀 블록을 연구에 사용한 부분에 대해서는 최근 오래된 파라핀 블록 조직 표본에서 항원 보존을 테스트하기 위해 시행한 한 연구에서 그 타당성을 찾을 수 있다.
Parra ER et al. (2018) 은 그들의 실험에서 막질의 경우 15-20년 후에 약간의 항원 붕괴가 시작되고 핵 항원의 경우 이보다 더 일찍 붕괴가 시작되는 것을 확인하였는데,17 본 연구에서 사용된 파라핀 블록의 경우 모두 20년 미만의 것으로, 본 실험에서 사용된 조직이 면역 조직 화학 분석을 위한 충분한 항원을 포함하고 있으며 실험에 사용된 검체가 적절하다고 볼 수 있 겠다.
아마도 우리 연구의 가장 두드러지고 설명이 쉽지 않은 결과는 글리슨 점수에 걸쳐 세포막 보다 핵에서 발견되는 PD-L1의 높은 발현일 것이다. 본 실험에서 세포막 PD-L1과 세포핵 PD-L1의 발현은 상관관계가 없었으며, 이는 두 현상이 서로 독립적으로 작용하고 있음을 간 접적으로 보여준다. 일반적으로 PD-L1은 PD-1과 함께 T 세포 활성화를 통해 작용하기 때문
에 세포막에 위치한 PD-L1의 발현만을 치료에 임상적으로 의미 있는 결과로 간주해왔다.18 그러나 최근 들어 세포질과 핵을 포함한 세포막 이외의 위치에서 PD-L1 발현의 임상적 중요 성을 여러 연구에서 다루고 있는데, 특히 Satelli et al. (2018)은 순환하는 종양 세포에서 세 포핵 PD-L1의 발현이 전립선암을 포함한 여러 암에서 불량한 예후와 관련이 있음을 보여주 었다.19 Polioudaki et al. (2019)은 PD-L1의 세포핵 발현이 염색을 위해 조직을 고정/투과하 는 과정에서 발생하는 기술적 오류일 수 있음을 주장하기도 하였으나,20 가장 최근에 발표된 연구에서 Yu et al. (2020)은 본인들의 연구에서 면역 체크 포인트에서의 기능과 무관한 세포 핵 PD-L1의 수행하는 새로운 역할을 입증했다. 21 삼중 음성 유방암에 대한 광범위한 시험관 내 실험을 통해, 그들은 세포핵 PD-L1이 soronin이 고갈된 암세포에서 soronin의 손실을 보 상하여 자매 염색질 응집을 안정화하며, 이는 암세포의 생존과 성장으로 이어진다는 것을 확 인하였다.
근치적 전립선절제술 환자의 두 대규모 코호트를 포함하는 한 연구에서 세포막 PD-L1의 발현은 생화학적 무재발에 대한 독립적인 예후 인자로 확인되었다.11 대조적으로, 본 연구에서 는 생검 전 시행한 글리슨 점수만이 생화학적 무 재발률과 관련된 유일한 독립적 예후 인자로 확인되었으며, 세포막 PD-L1 및 세포핵 PD-L1의 발현은 임상 결과와 큰 상관관계가 없는 것 을 확인할 수 있었다. 전립선암은 이미 이전의 여러 연구에서 종양 병소 사이에 높은 수준의 유전학적 이질성을 보인다는 것이 알려져 있으며,22 따라서 서로 다른 병소 사이에 뚜렷한 종 양 이질성이 있는 경우 너무 단순하고 임의적인 점수를 기반으로 환자의 임상 결과를 예측하 려는 시도는 큰 유용성을 보이지 않을 것으로 생각된다.
본 연구에는 몇 가지 제한점이 존재한다. 먼저, 작은 바늘생검 표본으로 인해 PD-L1의 발 현을 정확하게 정량화하여 측정할 수 없었다. 특히 종양이 5% 미만인 전체 표본의 6.7%에서 특히 이와 같은 측정이 힘들었으며, 따라서 잠재적인 불일치를 방지하기 위해 이러한 낮은 암 부피 표본을 분석에서 제외하는 대신 민감도 보정을 위해 기준점을 최소값 1%로 설정하고, 이러한 과정을 선택 편향에 포함하여 분석을 진행하였다. 만약 PD-L1 양성 세포의 양을 반영 하는 신뢰할 수 있는 기준을 찾을 수 있다면 객관적인 정보의 획득을 통해 더 나은 결과를 도 출 할 수 있을 것이다. 또한, 우리는 실험 당시 높은 세포핵 PD-L1 발현에 대한 문헌의 모호 한 해석과 실험재료 및 이해의 부족으로 연구에서 예기치 않게 발현되는 세포핵 PD-L1의 높 은 발현에 대한 과학적 근거와 이것이 가지는 의미를 충분히 제시하지 못하였다. 향후 후속 연구를 통해 PD-1을 포함한 CD3+ 림프구, 그리고 대식세포 등에 대한 추가 염색을 진행하고 각각의 상관관계를 확인 할 수 있다면, 전립선암에서의 면역 염색 및 관련 치료 연구 영역에 또 다른 정보를 제공하게 될 수 있을 것이다.
V. 결 론
우리는 이번 연구를 통해 전립선 침 생검 조직에서 세포막 PD-L1 및 세포핵 PD-L1의 발 현을 모두 확인할 수 있었으며, 더 나아가 이러한 PD-L1의 발현이 글리슨 점수와도 어느 정 도 관련성이 있다는 임상적인 결과를 도출하였다. 마지막으로 본 연구가 고위험 전립선암 환 자의 치료에 있어 면역 치료라는 추가적인 선택지를 제공할 수 있게 되기를 기대한다.
참 고 문 헌
[1] Pardoll DM. The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy. Nat Rev Cancer 2012;12(4):252-64.
[2] Borghaei H, Paz-Ares L, Horn L, Spigel DR, Steins M, Ready NE, et al.
Nivolumab versus docetaxel in advanced nonsquamous non-small-cell lung cancer.
N Engl J Med 2015;373:1627-39.
[3] Motzer RJ, Escudier B, McDermott DF, George S, Hammers HJ, Srinivas S, et al. Nivolumab versus everolimus in advanced renal-cell carcinoma. N Engl J Med 2015;373:1803-13.
[4] Robert C, Long GV, Brady B, Dutriaux C, Maio M, Mortier L, et al.
Nivolumab in previously untreated melanoma without BRAF mutation. N Engl J Med 2015;372:320-30.
[5] Rosenberg JE, Hoffman-Censits J, Powles T, van der Heijden MS, Balar AV, Necchi A, et al. Atezolizumab in patients with locally advanced and metastatic urothelial carcinoma who have progressed following treatment with platinum-based chemotherapy: a single-arm, multicentre, phase 2 trial. Lancet 2016;387(10031):1909-20.
[6] Torre LA, Bray F, Siegel RL, Ferlay J, Lortet-Tieulent J, Jemal A, Global cancer statistics, 2012. CA Cancer J Clin 2015;65(2):87-108.
[7]] Kimura, T. and S. Egawa, Epidemiology of prostate cancer in Asian countries. Int J Urol 2018;25(6):524-531.
[8] Martin AM, Nirschl TR, Nirschl CJ, Francica BJ, Kochel CM, van Bokhoven
[9] Kwon ED, Drake CG, Scher HI, Fizazi K, Bossi A, van den Eertwegh AJM, et al. Ipilimumab versus placebo after radiotherapy in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer that had progressed after docetaxel chemotherapy (CA184-043): a multicentre, randomised, double-blind, phase 3 trial.
The Lancet Oncology 2014;15:700-12.
[10] Beer TM, Kwon ED, Drake CG, Fizazi K, Logothetis C, Gravis G, et al.
Randomized, double-blind, phase III trial of ipilimumab versus placebo in asymptomatic or minimally symptomatic patients with metastatic chemotherapy-naive castration-resistant prostate cancer. J Clin Oncol 2017;35:40-7.
[11] Gevensleben H, Dietrich D, Golletz C, Steiner S, Jung M, Thiesler T, et al.
The immune checkpoint regulator PD-L1 is highly expressed in aggressive primary prostate cancer. Clin Cancer Res 2016;22:1969-77.
[12] NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology Prostate Cancer (Version 2.
2019) Retrieved from https://jnccn.org/view/journals/jnccn/17/5/article-p479.xml
[13] Satelli A, Batth IS, Brownlee Z, Rojas C, Meng QH, Kopetz S, et al. Potential role of nuclear PD-L1 expression in cell-surface vimentin positive circulating tumor cells as a prognostic marker in cancer patients. Sci Rep 2016;6:28910.
[14] Ghebeh H, Lehe C, Barhoush E, Al-Romaih K, Tulbah A, Al-Alwan M, et al.
Doxorubicin downregulates cell surface B7-H1 expression and upregulates its nuclear expression in breast cancer cells: role of B7-H1 as an anti-apoptotic molecule. Breast cancer research : BCR 2010;12:R48.
[15] Roach M, 3rd, Hanks G, Thames H, Jr., Schellhammer P, Shipley WU, Sokol GH, et al. Defining biochemical failure following radiotherapy with or without hormonal therapy in men with clinically localized prostate cancer:
recommendations of the RTOG-ASTRO Phoenix Consensus Conference. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2006;65:965-74.
[16] Baas W, Gershburg S, Dynda D, Delfino K, Robinson K, Nie D, et al.
Immune characterization of the programmed death receptor pathway in high risk prostate cancer. Clin Genitourin Cancer 2017;15:577-81.
[17] Parra ER, Villalobos P, Mino B, Rodriguez-Canales J. Comparison of different antibody clones for immunohistochemistry detection of programmed cell death ligand 1 (PD-L1) on non-small cell lung carcinoma. Appl Immunohistochem Mol Morphol 2018;26:83-93.
[18] Voutsadakis IA. Expression and function of immune ligand-receptor pairs in NK cells and cancer stem cells: therapeutic implications. Cell. Oncol 2018;41:107-21.
[19] Satelli A, Batth IS, Brownlee Z, Rojas C, Meng QH, Kopetz S, et al. Potential role of nuclear PD-L1 expression in cell-surface vimentin positive circulating tumor cells as a prognostic marker in cancer patients. Sci Rep 2016;6:28910.
[20] Polioudaki H, Chantziou A, Kalyvianaki K, Malamos P, Notas G, Mavroudis D, et al. Nuclear localization of PD-L1: artifact or reality? Cell. Oncol 2019;42:237-42.
[21] Yu J, Qin B, Moyer AM, Nowsheen S, Tu X, Dong H, et al. Regulation of sister chromatid cohesion by nuclear PD-L1. Cell Res 2020.
[22] Lovf M, Zhao S, Axcrona U, Johannessen B, Bakken AC, Carm KT, et al.
Multifocal primary prostate cancer exhibits high degree of genomic heterogeneity.
Eur Urol 2019;75:498-505.
Abstract
Prognostic value of programmed death-ligand 1 expression in prostate needle biopsy tissue of prostate cancer patients
Kang Hee Shim
The Graduate School, Ajou University (Directed by Professor Sun Il Kim)
Programmed death ligand-1 (PD-L1) expression in cancer is often associated with cancer aggressiveness and responsiveness to treatment with PD-1 pathway inhibitors. We conducted a systematic study on the expression of membranous PD-L1 (mPD-L1) and nuclear PD-1-L1 (nPD-L1) in prostate needle biopsy specimens of prostate cancer patients who underwent primary radiotherapy and analyzed the association between PD-L1 expression and clinicopathological characteristics and prognosis of patients.
A total of 971 cancer-containing prostate needle biopsy cores from 172 patients were immunohistochemically stained with anti-PD-L1 antibody. The association of PD-L1 expression with Gleason score and tumor volume percentage was evaluated for each biopsy core. Total of 171 patients were divided according to mPD-L1 or nPD-L1 expression, and clinicopathological characteristics were compared between the positive and negative groups. The prognostic significance of mPD-L1, nPD-L1 and common prognostic factors were analyzed in terms of biochemical recurrence.
Total of 15% and 46% of biopsy cores were stained positive for mPD-L1 and nPD-L1, respectively. There was a positive correlation between Gleason score and mPD-L1 and a negative correlation between Gleason score and nPD-L1. Between mPD-L1 and nPD-L1, there was no significant correlation. There was intra-individual heterogeneity in PD-L1 expression among different Gleason scores. For mPD-L1, only pre-treatment PSA was significantly higher in the positive group than in the negative, but not Gleason score and
T stage. For nPD-L1, Gleason score and T stage were significantly higher in the positive group than in the negative. Both mPD-L1 and nPD-L1 expression were not predictive of BCR-free survival in univariate and multivariate analyses.
Our results suggest that PD-1 pathway inhibitor may be a potential therapeutic option in high risk prostate cancer patients as early as neo-adjuvant setting. The novel discovery of PD-L1 expression in the nucleus of PC should be subjected to further research.
