Email this article Prognostic value of quantitative assessment of macrophage content (CD68+) in the peritumoral zone of clear cell renal cell carcinoma
- Authors: Bobrov I.P.1, Lazarev A.F.2, Cherdantseva T.M.3, Klimachev I.V.2, Klimachev V.V.2, Myadelets M.N.2, Lepilov A.V.2, Dolgatov A.Y.2, Korsikov N.A.2, Dolgatova E.S.2, Lushnikova E.L.4, Bakarev M.A.4
-
Affiliations:
- Altai State Medical University
- Altay State Medical University
- Ryazan State Medical University
- Institute of Molecular Pathology and Pathomorphology
- Issue: Vol 26, No 2 (2021)
- Pages: 49-56
- Section: Original Study Articles
- URL: https://rjonco.com/1028-9984/article/view/107125
- DOI: https://doi.org/10.17816/1028-9984-2021-26-2-49-56
- ID: 107125
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription or Fee Access
Abstract
AIM: To quantitatively analyze the macrophage distribution density (MF) of the peritumoral zone (PZ) of clear cell renal cell carcinoma (CCRCC) and determine the relationship of MF distribution density in PZ with clinical and morphological prognostic variables and postoperative survival of patients.
MATERIALS AND METHODS: The study included 52 patients with CCRCC, who had an average age of 56.7±0.8 years. Using monoclonal mouse antibodies for CD68 (clone PG-M1, DAKO), using an immunohistochemical method, macrophages were identified in the paraffin sections. The average amount of MF in the PZ was determined in three fields of view at ×400 magnification. For the PZ, the tissue was taken directly adjacent to the tumor to the conditionally unchanged kidney tissue.
RESULTS: The correlation analysis revealed that the density of the MF distribution in the CCRCC was interrelated with the stage of the disease (r=0.66; p=0.0001), size of the tumor node (r=0.52; p=0.0001), degree of anaplasia according to Fuhrman (r=0.80; p=0.0001), presence of metastases (r=0.62; 0.0001), and postoperative survival of patients (r=0.53; p=0.0001). However, there were no correlations with the gender (r=0.007; p=0.62) and age of the patients (r=0.03; p=0.83). With the number of MF in the PP <8.8, the cumulative proportion of survivors by the five-year term was 0.70 (70%). Moreover, when the number of MF in the PZ was ≥8.8, none of the patients lived to the five-year term, the cumulative proportion of survivors was 0 (log-rank-test, p=0.000001).
CONCLUSION: The density of MF distribution in PZ is interrelated with significant clinical and morphological parameters of CCRCC and is a predictor of the prognosis of five-year postoperative survival of patients. Thus, quantitative estimation of the number of MF in the PZ can be used in predicting the course of CCRCC along with the traditional classical forecasting factors.
Full Text
Интерес к изучению опухолевого микроокружения сохраняется на протяжении последних десятилетий [1–5]. По современным представлениям интратуморальные макрофаги (МФ) играют важнейшую роль в микроокружении опухолевых клеток и прогрессии рака. Посредством продукции факторов роста (bFGF, GM-CSF, TGF-α, IGF-I, PDGF, VEGF/VPF, TGF-β), цитокинов и монокинов (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-α, субстанции P, простагландинов, интерферонов, тромбоспондина 1) и металлопротеиназ (ММР-2, ММР-9) МФ способны стимулировать пролиферацию опухолевых клеток, ремоделировать строму, индуцировать ангиогенез, активировать инвазию и метастазирование карцином [6].
Неблагоприятное прогностическое значение высокой плотности распределения МФ в строме опухоли показано при раке лёгкого [7], раке желудка [8], раке молочной железы [9], раке толстой кишки [10] и раке пищевода [11].
В то же время работ, посвящённых изучению прогностического значения МФ при раке почки, в литературе имеется небольшое количество. Высокое содержание МФ в строме рака почки, по данным отдельных авторов, коррелировало с возникновением метастазов [12, 13]. Toge H. и соавт. (2009) показали, что значительное число МФ в карциномах было взаимосвязано с развитием рецидивов после лечения [14]. Но Hutterer G.C. и соавт. (2013), напротив, выявили, что присутствие МФ в опухоли было ассоциировано с благоприятным течением новообразования: низкой клинической стадией, малым размером опухолевого узла, низкой степенью атипии опухолевых клеток по Fuhrman и отсутствием метастазов в лимфатические узлы [15].
Таким образом, работы, посвящённые изучению прогностического значения исследования МФ при почечно-клеточном раке немногочисленны и противоречивы, а работ, посвящённых изучению МФ в перитуморозной зоне (ПЗ) светлоклеточного рака почки (СРП), как фактору прогноза, в литературе нами не обнаружено.
Таким образом, целью данного исследования являлся количественный анализ МФ в ПЗ СРП, определение взаимосвязей с клинико-морфологическими факторами прогноза и послеоперационной выживаемостью больных.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Изучен операционный материал 52 больных СРП. Средний возраст пациентов составил 56,7±0,8 года. Мужчин было 29 (55,8%), женщин – 23 (44,2%).
При распределении пациентов по стадиям заболевания:
- Ι клинической стадии (T1N0M0) соответствовали 25 (48%) наблюдений;
- ΙΙ стадии (T2N0M0) – 7 (13,5 %);
- ΙΙΙ стадии (T1N1M0, T2N1M0, T3N0M0, T3N1M0) – 13 (25 %);
- ΙV стадии (T4N0M0, T4N1M0, TлюбаяN2M1, TлюбаяNлюбаяM1) – 7 (13,5 %).
Степень злокачественности опухолевых клеток оценивали по Fuhrman S.A. Степени анаплазии GI соответствовали 17 опухолей (32,7 %), степени анаплазии GII – 11 (21,1 %), степени анаплазии GIII – 14 (26,9 %) и степени анаплазии GIV – 10 (19,3 %).
Карцином с регионарными и отдалёнными метастазами было 13 (25 %), локализованных опухолей было – 39 (75 %).
Средний размер опухолевого узла составил – 6,9±0,3 см.
Материал фиксировали в 10% растворе нейтрального забуференного формалина в течение 24 ч. Макрофаги выявляли иммуногистохимическим методом с помощью моноклональных мышиных антител к CD68 (клон PG-M1, DAKO) по рекомендованному производителем протоколу. Высчитывали среднее количество МФ в ПЗ в 3 полях зрения (за ПЗ принимали ткань, непосредственно прилежащую к опухоли и расположенную до условно неизменной ткани почки) при увеличении микроскопа х 400 с помощью программы Image Tool. 3.0.
Статистическую обработку материала проводили при помощи статистического пакета Statistica 10.0. При нормальном распределении данных при проверке статистических гипотез применяли методы параметрической статистики (t-test Стьюдента), а если полученные данные не соответствовали критериям нормального распределения (критерий Шапиро – Уилка W=0,89, p <0,01), то применяли тест Колмогорова – Смирнова или U-тест Манна – Уитни. Корреляционные взаимосвязи определяли путём расчёта коэффициента Пирсона (r). Анализ выживаемости проводили по методу Каплан – Мейера с определением кумулятивной доли выживших, достоверность различий кривых выживаемости оценивали с помощью критерия – log-rank test. Данные считали достоверными при р <0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При корреляционном анализе выявлено, что плотность распределения МФ в ПЗ СРП была достоверно взаимо- связана со стадией заболевания; размером опухолевого узла; степенью анаплазии по Fuhrman; наличием метастазов и послеоперационной выживаемостью больных. Не было обнаружено корреляционных взаимосвязей с полом и возрастом пациентов (табл. 1).
Таблица 1. Корреляционные взаимосвязи плотности распределения МФ в ПЗ с клинико-морфологическими особенностями СРП
Table 1. Correlational relationships of macrophages distribution density in peritumoroznoy zone with clinical and morphological features of clear cell kidney cancer
Клинико-морфологический параметр | Коэффициент корреляции (r) | р |
Пол пациентов | 0,07 | 0,62 |
Возраст пациентов | 0,03 | 0,83 |
Клиническая стадия заболевания | 0,66 | 0,0001 |
Размер опухолевого узла | 0,52 | 0,0001 |
Степень анаплазии опухоли по Fuhrman | 0,80 | 0,0001 |
Наличие метастазов | 0,62 | 0,0001 |
Послеоперационная выживаемость больных | 0,53 | 0,0001 |
Количественный анализ содержания МФ в ПЗ в зависимости от пола пациентов позволил выявить, что среднее значение числа МФ в ПЗ в 3 полях зрения при увеличении х 400 у мужчин составило 9,5±1,1, а у женщин – 7,8±1,1 (p=0,3) (табл. 2).
Таблица 2. Содержание МФ в ПЗ карцином в зависимости от клинико-морфологических особенностей СРП
Table 2. The content of macrophages in peritumoroznoy zone carcinomas depending on the clinical and morphological features of clear cell kidney cancer
Клинико-морфологический параметр | Количество МФ в ПЗ | р |
Пол: мужской женский | 9,5±1,1 7,8±1,1 | 0,6 |
Возраст, лет: 30–39 40–49 50–59 60–69 70–79 | 2,0±0,1 11,8±2,0 7,3±0,9 8,0±1,2 10,8±4,4 | 0,2 0,03 0,6 0,4 |
Стадия TNM: І ІІ ІІІ ІV | 3,1±0,3 7,5±2,6 15,7±1,7 16,7± 1,8 | 0,003 0,009 0,7 |
Степень атипии GІ по Fuhrman: GІІ GІІІ GІV | 2,5±0,2 2,3±0,2 11,6±1,2 22,1±1,8 | 0,5 0,0000001 0,000005 |
Размер опухолевого <7 узла, см: ≥7 | 4,2±0,6 13,1±1,2 | 0,0000001 |
Метастазы: N0 N+ | 5,4±0,6 17,7±1,6 | 0,0000001 |
При анализе количества МФ в ПЗ в зависимости от возраста пациентов выявлено, что наименьшие низкие значения числа МФ были в возрастной группе больных от 30 до 39 лет, а наиболее высокие – в возрастных группах 40–49 лет и 70–79 лет (табл. 2). Таким образом, наблюдалась тенденция к увеличению МФ в ПЗ опухолей в зависимости от увеличения возраста больных.
Подсчёт числа МФ в ПЗ в зависимости от клинической стадии СРП показал, что при II стадии по сравнению с I стадией содержания МФ возрастало в 2,4 раза, при III стадии по сравнению со II стадией в 2,1 раза и при IV стадии имелась тенденция к возрастанию по сравнению с III стадией, но данные оказались недостоверны (см. табл. 2). Таким образом, в продвинутых стадиях заболевания отмечали возрастание числа МФ в ПЗ карцином.
В зависимости от степени ядерной атипии по Fuhrman выявлено, что существовали достоверные отличия по содержанию МФ в ПЗ между карциномами со степенями GII-GIII и GIII-GIV, но не было обнаружено достоверных различий между степенями GI и GII. Таким образом, при более высоких степенях ядерной атипии (GIII и GIV) число МФ в ПЗ значительно возрастало (в 5 и 9,6 раза) (см. табл. 2).
При размере опухолевого узла ≥7 см (данный размер опухоли, поскольку он явился медианой, был избран контрольной точкой отсчёта) количество МФ в ПЗ было больше в 3,1 раза, чем в карциномах размером <7 см (см. табл. 2).
Метастатический потенциал также оказывал значительное влияние на плотность распределения МФ в ПЗ карцином. При местнораспространённом СРП количество МФ возрастало в 3,3 раза по сравнению с локализованными опухолями (рис. 1 а, б; см. табл. 2).
Рис. 1. Плотность распределения МФ в ПЗ в зависимости от метастатического потенциала карцином. а – малое число небольших МФ в ПЗ локализованной опухоли (ув. 400); b – большое количество крупных МФ в ПЗ метастатической опухоли (ув. 400). Иммуногистохимическая реакция на CD68.
Fig. 1. The density of the macrophages distribution in the peritumoroznoy zone depends on the metastatic potential of the carcinomas. a – a small number of small macrophages in the peritumoroznoy zone of a localized tumor (× 400); b – a large number of large macrophages in the of a metastatic tumor (× 400). Immunohistochemical reaction to CD68.
При анализе 5-летней послеоперационной выживаемости больных по методу Каплан – Майера в зависимости от плотности распределения МФ в ПЗ карцином графическое отображение анализа показало следующее. Если число МФ в ПЗ было <8,8, то кумулятивная доля выживших к 5-летнему сроку составляло 0,70 (70%), а когда число МФ в ПЗ было ≥8,8, то до 5-летнего срока не дожил ни один из пациентов, кумулятивная доля выживших составила 0. При сравнительном анализе с использованием log-rank-критерия выявлено, что различия между кривыми выживания в группах исследования были достоверны (p=0,000001) (рис. 2).
Рис. 2. Анализ выживаемости больных светлоклеточным раком почки в зависимости от плотности распределения МФ в ПЗ опухоли.
Fig. 2. Analysis of the survival rate of patients with clear cell kidney cancer depending on the density of the distribution of macrophages in the tumor peritumoroznoy zone.
ВЫВОДЫ
Плотность распределения макрофагов в перитуморозной зоне взаимосвязана с важнейшими клинико-морфологическими факторами прогноза светлоклеточного рака почки.
Плотность распределения макрофагов в перитуморозной зоне является фактором прогноза 5-летней послеоперационной выживаемости больных светлоклеточным раком почки.
Количественная оценка числа макрофагов в перитуморозной зоне может быть использована при прогнозировании течения светлоклеточного рака почки в качестве дополнительного фактора, в совокупности с традиционными классическими факторами прогноза.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ / ADDITIONAL INFO
Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).
Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.
Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.
Author contribution. All authors confirm the compliance of their authorship, according to international ICMJE criteria (all authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published.
About the authors
Igor P. Bobrov
Altai State Medical University
Email: ig.bobrov2010@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9097-6733
SPIN-code: 2375-1427
MD, Dr. Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, BarnaulAlexander F. Lazarev
Altay State Medical University
Email: lazarev@arzs.ru
ORCID iD: 0000-0003-1080-5294
SPIN-code: 1161-8387
MD, Dr. Sci. (Med.)
Russian Federation, BarnaulTatyana M. Cherdantseva
Ryazan State Medical University
Email: cherdan.morf@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7292-4996
SPIN-code: 3773-8785
MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor
Russian Federation, RyazanIlya V. Klimachev
Altay State Medical University
Email: k0222@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9889-9517
pathologist
Russian Federation, BarnaulVladimir V. Klimachev
Altay State Medical University
Email: pathology_agmu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1586-252X
SPIN-code: 8120-3059
MD, Dr. Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, BarnaulMikhail N. Myadelets
Altay State Medical University
Email: pathology_agmu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3256-6706
MD, Cand. Sci. (Med.), pathologist
Russian Federation, BarnaulAlexander V. Lepilov
Altay State Medical University
Email: lepilov@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-2477-4687
SPIN-code: 7516-0963
MD, Dr. Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, BarnaulAndrey Yu. Dolgatov
Altay State Medical University
Author for correspondence.
Email: adolgatov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7677-4622
SPIN-code: 2804-0011
MD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor
Russian Federation, BarnaulNikolay A. Korsikov
Altay State Medical University
Email: nikkor94knaagmu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0094-4656
Russian Federation, Barnaul
Elena S. Dolgatova
Altay State Medical University
Email: esdol82@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6678-4472
Russian Federation, Barnaul
Elena L. Lushnikova
Institute of Molecular Pathology and Pathomorphology
Email: pathol@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2614-8690
SPIN-code: 3310-1175
MD, Dr. Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, NovosibirskMaxim A. Bakarev
Institute of Molecular Pathology and Pathomorphology
Email: pathol@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-9614-592X
SPIN-code: 3630-9977
MD, Dr. Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, NovosibirskReferences
- Messex JK, Byrd CJ, Liou G-Y. Signaling of Macrophages that Contours the Tumor Microenvironment for Promoting Cancer Development. Cells. 2020;9(4):919. doi: 10.3390/cells9040919
- Lazarev AF, Bobrov IP, Cherdantseva TM, et al. Mast cells and tumor growth. Siberian Juornal of oncology. 2011;46(4):59–63.
- Bobrov IP, Cherdantseva TM, Dolgatova ES, et al. Predictive Value of Quantitative Assessment B-Lymphocytes in the Peritumorous Zone in Renal Cell Carcinoma. Modern Problems of Science and Education. 2021;2:160–160. (In Russ). doi: 10.17513/spno.30739
- Cherdantseva TM, Bobrov IP, Avdalyan AM, et al. Mast cells in renal cancer: morphological correlations and prognosis. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2017;163(6):768–773. (In Russ).
- Kazarcev AV, Cherdanceva TM, Bobrov IP, et al. Intratumoral Stromal Mast Cells in Renal Cell Carcinoma: Clinical and Morphological Comparisons. Russian Journal of Oncology. 2017;22(1):21–24. (In Russ). doi: 10.18821/1028-9984-2017-22-1-21-24
- Siveen KS, Kuttan G. Role of macrophages in tumour progression. Immunol Lett. 2009;123(2):97–102. doi: 10.1016/j.imlet.2009.02.011
- Sumitomo R, Hirai T, Fujita M, et al. M2 tumor-associated macrophages promote tumor progression in non-small-cell lung cancer. Exp Ther Med. 2019;18(6):4490–4498. doi: 10.3892/etm.2019.8068
- Song H, Wang T, Tian L, et al. Macrophages on the Peritoneum are involved in Gastric Cancer Peritoneal Metastasis. J Cancer. 2019;10(22):5377–5387. doi: 10.7150/jca.31787
- Choi J, Gyamfi J, Jang H, Koo JS. The role of tumor-associated macrophage in breast cancer biology. Histol Histopathol. 2018;33(2):133–145. doi: 10.14670/HH-11-916
- Waniczek D, Lorenc Z, Snietura M, et al. Tumor-Associated Macrophages and Regulatory T Cells Infiltration and the Clinical Outcome in Colorectal Cancer. Arch Immunol Ther Exp (Warsz). 2017;65(5):445–454. doi: 10.1007/s00005-017-0463-9
- Sugimura K, Miyata H, Tanaka K, et al. High infiltration of tumor-associated macrophages is associated with a poor response to chemotherapy and poor prognosis of patients undergoing neoadjuvant chemotherapy for esophageal cancer. J Surg Oncol. 2015;111(6):752–759. doi: 10.1002/jso.23881
- Hamada I, Kato M, Yamasaki T, et al. Clinical effects of tumor-associated macrophages and dendritic cells on renal cell carcinoma. Anticancer Res. 2002;22(6C):4281–4284.
- Santoni M, Massari F, Amantini C, et al. Emerging role of tumor-associated macrophages as therapeutic targets in patients with metastatic renal cell carcinoma. Cancer Immunol Immunother. 2013;62(12):1757–1768. doi: 10.1007/s00262-013-1487-6
- Toge H, Inagaki T, Kojimoto Y, et al. Angiogenesis in renal cell carcinoma: the role of tumor-associated macrophages. Int J Urol. 2009;16(10):801–807. doi: 10.1111/j.1442-2042.2009.02377.x
- Hutterer GC, Pichler M, Chromecki TF, et al. Tumour-associated macrophages might represent a favourable prognostic indicator in patients with papillary renal cell carcinoma. Histopathology. 2013;63(3):309–315. doi: 10.1111/his.12163
Supplementary files
