Кoнцентрације Цитокина у Серуму Код Пацијената са Планоцелуларним Карциномом Ларинкса

Abstract

Увод: Настанак и прогресија малигног тумора подразумевају неконтролисану ћелијску трансформацију, инвазивност, ангиогенезу и способност метастазирања. Епидемиолошки подаци указују да је пушење најзначајнији етиолошки фактор за настанак планоцелуларног карцинома ларинкса (engl. Laryngeal squamous cell carcinoma, LSCC), а у извесној мери и употреба алкохола. Бројне клиничке и екперименталне студије показују да је настанак малигног тумора резултат поремећеног имунског одговора. Цитокини делују као медијатори инфламације и имунског одговора и представљају потенцијалну мету антитуморске терапије. Диференцијација помагачких Т лимфоцита (engl. T helper, Th) према функционално различитим субпопулацијама (Th1, Th2, Th17) праћена је продукцијом различитих цитокина. Један од претпостављених механизама у настанку малигног тумора је поремећај у односу Th1 (Тип 1) и Th2 (Тип 2) имунског одговора. Хипотеза претходних студија била је да повећани Th2 (Тип 2), а смањени Th1 (Тип 1) имунски одговор води настанку малигног тумора. Такође, бројне студије указују на повезаност хроничне инфламације и малигних тумора. Подаци у медицинској литератури о улози интерлеукина (IL)-17 у карциногенези се доста разликују међу собом, а број радова који се тиче повезаности LSCC и IL-17 је мали. Детаљним прегледом медицинске литературе нисмо нашли студију која је испитивала повезаност серумских концентрација IL-22 и LSCC.

Циљеви: Циљ ове студије био је мерење серумских концентрација тринаест цитокина (IL1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, IL-22, IFN-γ и TNF-α) код здравих испитаника и пацијената са LSCC.

Методе: Наша студија је укључила 59 пацијената са LSCC и 44 здравих испитаника. Од свих испитаника узето је 5 ml периферне венске крви као и подаци о пушењу и употреби алкохола. Концентрације испитиваних цитокина мерене су у сваком од узорака серума методом проточне цитометрије (flow-cytometry) уз коришћење комерцијалног проточног цитометријског кита (Flow Cytomix, Bender Med Systems, USA). Поређење резултата вршено је у односу на присуство малигног тумора у ларинксу, субрегион ларинкса захваћен тумором, стадијум болести, хистолошки градус тумора, употребу алкохола и пушење.

Резултати: Статистичка анализа показала је да нема значајне разлике у концентрацијама испитиваних цитокина између група здравих и оболелих од LSCC. Серумске концентације IL-12 биле су веће (p<0.05) код пацијената без присуства болести у регионалним лимфним чворовима на врату, као и код раног Т (Т1/Т2) стадијума у поређењу са пацијентима касног Т (Т3/Т4) стадијума болести. Ниво цитокина IL-10 у серуму био је већи (p <0.05) код пацијената касног Т стадијума у односу на рани, као и код пацијената са умерено диферентованим туморима (engl. Histologic grade, HG2) у поређењу са добро диферентованим туморима (HG1). Такође, код пацијената са туморима HG2 серумске концентрације IL-22 биле су повишене (p <0.05) у односу на пацијенте са туморима HG1. Серумске концентрације IL-12, IL-10, IL-13, IL-9 и IL-1β (p <0.05), као и IL-6 (p <0.01) биле су значајно више код тумора раног Т стадијума супраглотисне регије у поређењу са глотисном. Ниво цитокина IL-1β и TNF-α био је већи (p<0.05) код пацијената LSCCкоји су непушачи у односу на пушаче. Наша студија није показала разлику серумских

Закључци: Концентрација цитокина у серуму не може се користити као индикатор присуства ПЦКЛ, односно као тумор маркер. Прогресија LSCC од стадијума Т1/Т2 ка Т3/Т4 праћена је падом серумских концентрација IL-12 и повећањем концентрација IL-10. Захваћеност лимфних чворова на врату код LSCC праћена је падом серумских концентрација IL-12. Код раних Т стадијума LSCC серумске концентрације цитокина IL-12, IL-10, IL-13, IL-9, IL-1β и IL-6 више су код супраглотисних у односу на глотисне туморе. Пацијенти са умерено диферентованим LSCC имају повишене серумске концентрације цитокина IL-10 и IL-22 у односу на пацијенте са добро диферентованим туморима. Такође, резултати наше студије говоре у прилог могућег имуносупресивног ефекта пушења на проинфламаторни одговор код пацијената са LSCC, док таква разлика није уочена код здравих пацијената. Идентификација објективних серумских параметара који би представљали поуздане маркере присуства и прогресије LSCCимала би велики утицај на постављање ране дијагнозе и тачније утврђивање стадијума болести на тај начин пружајући боље терапијске могућности у лечењу ове болести.

Alternate abstract:

Introduction:Malignant tumor promotion and progression involve uncontrolled cellular transformation, invasion, angiogenesis and metastasis. Laryngeal squamous cell carcinoma (LSCC) is widely connected with tobacco consumption and alcohol misuse. Clinical and experimental studies have suggested that malignant tumor development is a result of altered immunity and inflammatory reaction. Cytokines, being the mediators of the communication between tumor cells and host immune cells, were linked to malignant transformation. Helper T (Th) cells, as part of the adaptive human immunity, play a key role in the immune response. Differentiation of the Th cells is followed by cytokine production. Many recently published reports refer to the skewing of the Th1-Th2 (Type 1-Type 2) balance towards Th2 (Type 2) cytokines in cancer patients, while most proinflammatory cytokines were connected with tumor development. In the published literature data on interleukin (IL)-17 serum levels in carcinogenesis is inconsistent while we didn’t find the study on IL-22 serum levels in LSCC patients.

Objectives:The aim of this study was to measure serum levels of thirteen different cytokines (IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, IL-22, IFN-γ, and TNF-α) in healthy subjects and in LSCC patients, in order to identify potential biomarkers that indicate tumor presence and progression.

Methods:Study included 59 LSCC patients and 44 healthy controls. Peripheral blood samples (5 ml) and data on self-reported tobacco and alcohol consumption were collected from all the participants. Multiplex analysis of interleukin IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, IL-22, IFN-γ, and TNF-α by commercial flow cytometric kit (FlowCytomixTM Multiple Analyte Detection System) was performed. Results were compared according to the presence of laryngeal carcinoma, T stage, nodal involvement, histologic grade of the tumor, subsite of the larynx, active smoking status and alcohol consumption.

Results: Statistical analysis revealed no difference in cytokine serum levels between patients and healthy subjects. Serum concentrations of IL-12 were higher (p<0.05) in patients with early (T1/T2), compared to the late T (T3/T4) stage, and without nodal involvement. IL-10 levels were higher (p <0.05) in late compared to early T stage and in LSCC with moderately differentiated tumor (HG2) compared to well differentiated tumor (HG1). Furthermore, serum concentrations of IL-22 was higher (p <0.05) in patients with HG2 tumors compared to HG1 tumors. Additionally, serum concentrations of IL-12, IL-10, IL-13, IL-9, and IL-1β (p <0.05), and IL-6 (p <0.01) in early T stage were significantly higher in supraglottic compared to glottic tumors. Serum concentrations of IL-1β and TNF-α were higher (p<0.05) in non-smoking LSCC patients compared to smoking LSCC patients. We didn’t find any difference between groups of LSCC patients and healthy controls regarding alcohol consumption.

Conclusions:Serum cytokine levels are not indicative as markers of presence of LSCC. Progression from T1/T2 to T3/T4 stage is followed by decreased serum levels of IL-12, and increased levels of IL-10. Nodal involvement is associated with lower serum levels of IL-12. Serum concentrations of IL-12, IL-10, IL-13, IL-9, IL-1β, and IL-6 in early T stages are significantly higher in supraglottic compared to glottic tumors. Serum concentrations of IL-10 and IL-22 are higher in patients with moderately differentiated tumors compared to patients with well differentiated tumor. Our results may suggest that the cigarette smoking has immunosuppressive effect on proinflammatory response in LSCC patients, while we did not observe such pattern in smoking healthy subjects. Establishing proper biomarkers in LSCC patients would improve early diagnosis, provide adequate staging and offer new therapeutic opportunities.