Untersuchungen zum prädiktiven Stellenwert von p21, p53 und Caspase-3 beim neoadjuvant therapierten Rektumkarzinom: Eine immunhistochemische Expressionsanalyse und Korrelation mit klinischen Risikofaktoren

Abstract

Hintergrund Ziel dieser Arbeit war es, die prädiktive Relevanz von p53, p21 und der Caspase-3 in verschiedenen Zellkompartimenten hinsichtlich des Ansprechens von Rektumkarzinomen auf die neoadjuvante Radiochemotherapie (Response) zu untersuchen. Zusätzlich wurde der Zusammenhang zwischen klinischen und pathohistologischen Parametern und der Response untersucht. Material und Methode Insgesamt konnte an 104/105 Patienten eine immunhistochemische Expressionsanalyse der präoperativen Biopsate durchgeführt werden, sowie klinische und pathohistologische Daten und die Tumorresponse von 128 Patienten erhoben werden. Die Berechnung der Korrelation zwischen Immunexpression und Response erfolgte mittels Mann-Whitney- und Chi-Quadrat- Test, die Berechnung der Entwicklung der Expression unter der neoadjuvanten Radiochemotherapie erfolgte mittels Wilcoxon- Rank-Test. Eine multivariate Analyse wurde mittels binärer logistischer Regression durchgeführt, um die Unabhängigkeit der einzelnen Faktoren zu testen. Ergebnisse Innerhalb des Patientenkollektivs reagierten 32% der Patienten als „Responder“ und 68% als „Non-Responder“ auf die neoadjuvante Radiochemotherapie. Der nukleäre Expressionsgrad der p21-gefärbten Biopsien korrelierte signifikant mit der Response (p<0,0005). Bei der Bildung eines Cut Off’s von 1% bei der Auswertung der nukleären p21-Expression ergab sich eine Sensitivität von 91,4% und eine Spezifität von 30,4% bei einer signifikanten Korrelation mit der Response (p=0,013). Setzt man den Cut Off bei 5% ergab sich eine Spezifität von 82,6% bei einer signifikanten Korrelation mit der Response (p<0,0005). Die Kombination beider und die Bildung dreier Subgruppen führte zu einem monotonen Anstieg innerhalb der Gruppen: Gruppe eins (0%): 8,6% an Respondern, Gruppe zwei (1-4%): 34,3% an Respondern, Gruppe drei (5% und >): 57,1% an Respondern bei signifikanter Korrelation (p<0,0005). Insgesamt vergrößerte sich der Expressionsgrad der zytoplasmatischen p21-Expression signifikant unter der neoadjuvanten Radiochemotherapie (p<0,0005), die Anzahl an Caspase-3-gefärbten intakten Zellen und die Anzahl der Schmutznekrosen stieg signifikant an (p<0,0005/p=0,028). Die yp-T-Kategorie, die yp-N-Kategorie und der Nikotinabusus korrelierten signifikant mit der Response (p<0,0005/p=0,002/p=0,015). In der multivariaten Analyse stellten sich die Faktoren p21 mit einem Cut Off bei 5% und p21 nukleär in drei Gruppen (0%, 1-4%, 5% und >) als unabhängige Prädiktoren bezüglich der Response dar p=0,002/p=0,006). Schlussfolgerung Eine nukleäre p21-Expression in der Biopsie fungiert als prädiktiver Marker bezüglich der Response auf die neoadjuvante Radiochemotherapie mit geeigneten Cut Off’s bei 1% und bei 5%.

Background The predictive relevance of p21, p53 and caspase-3 regarding the response of rectal carcinomas to the preoperative radiochemotherapy was analysed. Additionally the relation of clinical and pathohistological parameters to the response was tested. Material and Methods 104/105 preoperative biopsies were immunhistochemically stained and analysed and clinical and pathohistological data as well as the tumor response of 128 patients were collected. The correlation between the immunexpression and the tumor response was statistically tested using the Mann-Whitney-Test and the Chi-Quadrat-Test. The calculation of the development of the immunexpression during the preoperativ radiochemotherapy was perfomed by the Wilcoxon-Rank- Test. A multivariate analysis was done using the logistic regression, to test the independence of the single factors. Results There were 32% therapy responders and 68% non-responders. The nuclear p21 expression in the biopsies performed before radiochemotherapy correlated significantly with the response to this treatment (p<0,0005). The analysis of p21 revealed a sensitivity of 91,4% and a specificity of 30,4% as well as a significant correlation, if refering to a cut off at 1% (p=0,013). A cut off at 5% resulted in a specificity of 82,6% and a significant correlation with the response (p<0,0005). The implementation of both cut off points generated three groups significantly correlating with the response (p<0,0005): group one (0% expression) in 8,6% of responders, group two (1-4% expression) in 34,3% of responders, group three (5% and >) in 57,1% of the responders. Furthermore after radiochemotherapy there was an increase of the cytoplasmatic p21 expression (p<0,0005), as well as of the number of caspase-3 stained cells and of caspase-3 stained dirty necrosis (p<0,0005, p=0,028). The yp-tcategory and the yp-n-category as well as smoking correlated significantly with the treatment response (p<0,0005, p=0,002, p=0,015). The multivariate analysis showed that the nuclear p21-expression with a cut off point at 5% and p21 divided into three groups (0%, 1-4%, 5% and >) are independent predictors regarding therapy response (p=0,002/p=0,006). Conclusion The nuclear expression of p21 with suitable cut off´s at 1% and 5% can be seen as a predictive marker regarding the response to the preoperative radiotherapy of rectal carcinomas.