Die prognostische Bedeutung von Makrophagen des M1 und M2 Phänotyps sowie von zytotoxischen und regulatorischen T-Lymphozyten bei strahlentherapeutisch behandelten Patienten mit einem Adenokarzinom des Pankreas
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Introduction: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is characterized by late detection and poor prognosis. With some other types of cancer for example colorectal cancer the microenviroment of inflammation is proven to influence the development and progression of the disease. This survey analysis the influence of tumor-associated macrophages (TAM) and tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) on the prognosis of PDAC. The prognostic significance of the density of two subtypes of both immunologic cell types is evaluated. We differentiated between proinflammatory (M1) and antiinflammatory (M2) macrophages as well as regulatory (Treg) and cytotoxic (CTL) T-Cells.
Methods: A total of 63 patients has been studied. They had all been treated for PDAC ranging from stage I to IV in Strahlenklinik Erlangen between 1996 and 2012. We performed an immunohistological staining of tissue from the primary tumor site, invasive margin and normal tissue (if available) with antibodies against FoxP3 (Treg), CD8 (CTC), CD68 (antiinflammatory macrophages) and CD163 (proinflammatory macrophages). The stained cells were counted by the semi-automatic image analysis program `Biomas Count´. In each region we differentiated between intraepithelial and stromal cell density. For each localization we divided patients in two groups: one with a higher, the other with a lower cell density than the median.
Results: The stromal density of immunological cells around the tumor side is higher than in the normal pancreatic tissue. A high density of proinflammatory macrophages in the central tumor seems to be associated with a better progression-free survival rate (p=0.049). The group of patients with a low density of proinflammatory macrophages in the intraepithelial as well as stromal area of the normal pancreatic tissue has a better overall survival rate (p=0.026). Antiinflammatory macrophages have a positive influence on overall survival, if their density is high in the stromal areas of the invasion margin (p=0.018). A high density of Treg in the intraepithelial area of the invasion margin has a positive influence on overall survival (p=0.05). The group of patients with a high level of CTL in the intraepithelial localization of central tumor area as well as in the area of invasion front has a better outcome in the overall survival (p=0.008). If there is a low level of CTL in both localizations, it has a unfavourable influence on the remaining time until cancer death (p=0.004).
Conclusion: The density of proinflammatory (M1) and antiinflammatory (M2) macrophages as well as Treg and CTL is of prognostic significance for pancreatic ductal adenocarcinoma. Particularly the density of CTL seems to be a good indicator for patient´s prognosis. In future local immune response could be a new component in the classification of cancer.
Abstract
Einleitung: Das Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) zeichnet sich durch eine späte Diagnose und eine schlechte Prognose aus. Bei anderen Tumorentitäten wie z.B. dem kolorektalen Karzinom konnte gezeigt werden, dass das individuelle tumorspezifische Entzündungsmilieu Einfluss auf die Prognose des Patienten haben kann. Diese Arbeit untersucht den prognostischen Einfluss des quantitativen Auftretens von Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) und Tumor-infiltrierenden Lymphozyten (TIL) auf die Prognose des PDAC. Unterschieden wurde zwischen proinflammatorischen (M1) und antiinflammatorischen (M2) Makrophagen sowie regulatorischen (Treg) und zytotoxischen (CTL) T-Lymphozyten. Methoden: Insgesamt wurden 63 Patienten untersucht. Alle Patienten wurden mit einem PDAC im Stadium I bis IV zwischen 1996 und 2012 in der Strahlenklinik Erlangen behandelt. Es wurden immunhistologische Färbungen mit Gewebe aus dem zentralen Tumor, der Invasionsfront sowie dem normalen Pankreasgewebe (soweit vorhanden) mit Antikörpern gegen CD163 (antiinflammatorische Makrophagen), CD68 (proinflammatorische Makrophagen), FoxP3 (Treg) sowie CD8 (CTL) durchgeführt. Bei jeder Gewebslokalisation wurde zwischen epidermalem und stromalen Gewebe differenziert. Die gefärbten Zellen wurden mit dem semi-automatischen Bildauswertungsprogram „Biomas Count“ gezählt. Für jede Region wurden die Patienten in zwei Gruppen unterteilt, jeweils ob ihre Zellzahl oberhalb oder unterhalb des Medians lag. Im Folgenden wurde der der Einfluss der jeweiligen Zellzahl auf verschiedene klinische Parameter untersucht. Ergebnisse: Eine hohe Dichte von proinflammatorischen Makrophagen im zentralen Tumor scheint mit einem längeren progressionsfreien Überleben assoziiert zu sein (p=0.049). Die Gruppe der Patienten, deren proinflammatorische Makrophagendichte im normalen Pankreasgewebe sowohl stromal als auch intraepithelial unterhalb des Medians liegt, hat ein längeres Gesamtüberleben (p=0.026). Antiinflammatorische Makrophagen haben einen positiven Einfluss auf das Gesamtüberleben, wenn ihre Zellzahl im stromalen Gebiet der Invasionsfront oberhalb des Medians liegt (p=0.018). Eine hohe Dichte von Treg im intraepithelialen Gebiet der Invasionsfront hat einen positiven Einfluss auf das Gesamtüberleben (p=0.05). Diejenige Gruppe von Patienten deren CTL Zelldichte sowohl im intraepithelialen Gebiet des zentralen Tumors als auch in der Invasionsfront oberhalb des Medians liegt, weisen eine längeres Gesamtüberleben als die anderen Patienten auf (p=0.008). Wenn die CTL Zellzahl in beiden Lokalisationen unterhalb des Medians liegt, so scheinen die Patienten eher einen frühzeitigen Tumortod zu erleiden (p=0.004). Schlussfogerung: Die Dichte proinflammatorischer und antiinflammatorischer Makrophagen als auch die von Treg und CTL scheint beim duktalen Adenokarzinom des Pankreas von prognostischer Bedeutung zu sein. Besonders die CTL sind ein guter Indikator für die individuelle Prognose. In Zukunft könnte das individuelle inflammatorische Tumormilieu Teil der Tumorklassifikation werden oder die Wahl eines möglichen immunmodulatorischen Therapieansatzes beeinflussen.
