非小细胞肺癌的围术期综合治疗策略及其预后相关基因CPSF3的机制研究

肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一,也是癌症相关性死亡的最主要原因,每年有超过一百万的新诊断病例,其中约80-90%为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)。目前NSCLC的治疗主要包括手术治疗、化学药物治疗、放射治疗、分子靶向治疗、免疫治疗等。制定最佳综合治疗方案、探索有效预后分子标记物、开发新型靶向和免疫治疗药物一直是NSCLC基础和临床研究的重要方向。本研究以NSCLC治疗策略为主要关注对象,比较了微创手术治疗的围术期疗效,开展了围术期辅助治疗方案的长期生存研究,探讨了血小板作为肿瘤干预的新靶点的临床证据,并进一步研究了预后相关基因CPSF3的作用机制,发现其可能成为分子靶向治疗的新靶点。早期可切除NSCLC的标准治疗是肺癌根治术,目的是对肿瘤进行安全有效的完全切除,并同时彻底清扫有风险或受侵犯的区域淋巴结。开放性手术曾经是NSCLC手术的主要方式,但随着技术发展,以电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracic surgery,VATS)为代表的微创手术方式已经被广泛应用于NSCLC的治疗,并体现出了显著优势。与开放性手术相比,VATS可以减少术中出血,减轻术后疼痛,显著改善患者围术期生活质量,并缩短住院时间。目前,微创手术主要包括传统的VATS和机器人辅助胸外科手术(robotic-assisted thoracic surgery,RATS)。自 2002 年初次被用来治疗肺癌后,RATS在NSCLC手术中的应用越来越普遍。RATS与传统VATS相比具有更好的视野,并且减少了肢体的自然震颤,使操作更加准确,但是患者也要为此花费高昂的手术费用。为了帮助患者在手术中得到最大化的获益,我们开展了 NSCLC围术期微创手术治疗的临床回顾性研究,希望帮助患者选择最适合的微创手术方式。NSCLC的手术治疗在几十年间得到了长足发展,但即使病变被完全切除,仍有约50%-80%的患者面临复发风险。因此,针对NSCLC的全身性辅助治疗具有重要地位。化学药物治疗是目前NSCLC最重要的围术期全身治疗手段,大量临床研究表明,辅助化疗可为部分患者带来显著的5年生存获益。放疗在围术期治疗中也起到重要作用,在治愈性和姑息性治疗中,超过一半的患者需要接受放疗。以铂类为基础的化疗代表了可行手术切除的Ⅱ期和ⅢA期NSCLC的标准辅助治疗。其中ⅢA-N2期NSCLC患者构成了一个特殊的群体,辅助治疗在这个群体的综合治疗中占有重要地位,但N2患者的复发率仍然很高,总生存期较差。有文献报道,对于ⅢA-N2患者,术前新辅助化疗或新辅助同步放化疗能够改善肿瘤学结局。目前研究普遍认为,在各种肺癌手术中,具有较大创伤的全肺切除术限制了辅助治疗方案的实施,该手术可能会导致较多的并发症和围术期死亡事件。对于需要进行全肺切除术的NSCLC患者,围术期综合治疗方案的确定仍应是一个讨论的主要焦点,应根据临床病理特征进行多学科讨论。目前针对全肺切除术综合治疗方案的研究较少,因此我们对NSCLC患者围术期辅助治疗方案的疗效进行了回顾性研究,希望能帮助全肺切除术C59 MW患者制定最佳辅助治疗方案,提高患者的长期生存获益。有研究发现血小板可以作为新的肿瘤干预靶标,定期使用抗血小板药物如阿司匹林,能够降低多种癌症远处转移的风险,这一结论在肺腺癌中也得到了证实。同时,有多个研究在乳腺癌、结肠癌、胃癌、肺癌、卵巢癌和食道癌的晚期患者中观察到血小板计数升高,并且已经有研究报道血小板计数升高可能与患者的预后不良有关。目前,围绕NSCLC患者的血小板已经进行了很多研究,但血小板在肺腺癌淋巴结转移中的作用还没有得到充分研究。几十年来,多项研究证明了血小板和癌症之间的相关性。除了作为癌症患者静脉血栓风险的一个公认的预测标志物,血小板被认为是肿瘤进展的重要参与者。近期一些研究表明,血小板可以影响肿瘤的生长和转移,且血小板增多与恶性肿瘤的预后不良密切有关。有文献报道,癌症患者体内的循环肿瘤细胞能够对血小板进行教育,被教育的血小板可以通过释放生长因子,帮助肿瘤细胞粘附聚集,保护循环肿瘤细胞逃脱免疫监视,降低机体免疫应答等多种方式帮助肿瘤细胞增殖和转移。既往研究主要报道术前血小板计数升高会促进肺癌的血源性转移,但血小板在预测患者淋巴结转移方面的潜在可能性还没有被充分研究。为此,我们对肺腺癌患者术前血小板水平与淋巴结转移的相关性进行了研究,希望探索血小板在肺腺癌肿瘤进展方面的生物学作用。分子靶向治疗是肺腺癌最重要的辅助治疗方式之一,一直是肺腺癌研究的热点领域。目前已经有多种类型的蛋白酪氨酸激酶被用作分子靶向治疗的靶标,在临床治疗中占有重要地位,为患者的治疗带来极大的帮助。但目前的分子靶向治疗依然面临很多问题,部分肺腺癌患者肿瘤中不存在现有药物对应的基因靶点,也有很多患者在服药过程中会出现继发性耐药。因此,探索具有更佳预后和治疗潜力的靶标,并开发具有针对性的分子靶向药物,对于肺腺癌患者的临床治疗具有重要意义。裂解和聚腺苷酸化特异性因子3(cleavage and polyadenylation specificity factor 3,CPSF3)属于核酸酶的金属 β-内酰胺酶家族,是产生裂解和聚腺苷酸化前mRNA所需的裂解和聚腺苷酸化特异性因子的核心成分。研究发现,在前列腺癌细胞、结直肠癌细胞中敲降CPSF3均能够诱导细胞凋亡,但目前还没有研究探索CPSF3在肺腺癌细胞中发挥何种生物学调控作用。本研究通过对TCGA数据库中的转录组信息进行分析,发现肺腺癌中p53很可能是CPSF3调控的下游靶点。p53被命名为基因组的守护者,是一种能够激活大量基因的转录因子,可作为肿瘤抑制因子激活或抑制多种细胞的生物学功能,例如细胞周期停滞、DNA修复、衰老、细胞凋亡、自噬或铁死亡等。为了明确CPSF3在肺腺癌中调控的生物学功能,并进一步探究其发挥作用的分子机制,我们对CPSF3展开了深入的研究。本研究的四个部分相对独立又互相关联,围绕非小细胞肺癌的围术期综合治疗策略,分别从NSCLC的微创手术治疗方案,围术期放疗和化疗方案,尚在研究阶段的抗血小板治疗可行性,以及开发分子靶向治疗的新靶点四个方面进行了研究,主要内容如下:第一部分NSCLC微创手术治疗的围术期疗效比较研究目的:比较NSCLC不同微创手术治疗方式的围术期疗效和安全性,希望能够帮助患者选择最佳手术方式,提高围术期获益。研究方法:研究回顾性地收集和分析了 2020年8月至2021年4月在山东大学齐鲁医院接受微创肺癌根治术的849名NSCLC患者的临床信息。使用倾向性评分匹配平衡VATS和RATS两组患者的基线数据,使用logistic回归分析和亚组分析等统计学方法对比两组患者的围术期结局,并确定其影响因素,随后分析探讨了患者身体质量指数(body mass index,BMI)对微创手术的潜在影响。研究结果:与VATS组相比,使用RATS能够增加淋巴结清扫数目(P<0.001),减少术中出血量(P<0.001),缩短胸腔引流管留置时间(P<0.001)和术后平均住院日(P<0.001),减少术后并发症发生率(P=0.027),并有助于患者加速康复(P=0.003),但同时住院费用显著较高(P<0.001)。多因素logistic回归分析表明,使用RATS(P=0.027)是术后并发症风险的降低的独立危险因素。亚组分析表明,在BMI为24kg/m2-28kg/m2的患者中,RATS在围术期结局方面具有显著优势,与VATS组相比,RATS组有更多的淋巴结清扫数目(P<0.001)和更低的术后并发症发生风险(P=0.030)。研究结论:RATS和VATS都可以安全地应用于NSCLC患者。统计结果表明与VATS相比,接受RATS的患者有更好的围术期结局,但住院费用较高,需要患者根据自身情况进行选择。在BMI为24kg/m2-28kg/m2的超重患者中,使用RATS有明显的围术期获益,具有较好的效价比,但这一优势在BMI≥ 28kg/m2的肥胖患者中并不明显。第二部分接受全肺切除术NSCLC患者围术期辅助治疗方案的长期生存研究研究目的:比较NSCLC患者在围术期接受不同辅助治疗方案的长期生存,希望能够为全肺切除术患者制定最佳的辅助治疗方案,提高长期生存获益。研究方法:研究回顾性收集了监测、流行病学和最终结果数据库中因NSCLC行全肺切除术的患者的临endocrine autoimmune disorders床信息,共纳入4308名患者。采用倾向性评分匹配来平衡患者的基线数据,使用Kaplan-Meier生存分析和Cox风险比例回归模型和来确定与总生存期有关的风险因素,使用限制性立方样条来检测生存风险和年龄之间可能存在的非线性相关关系并根据结果进行亚组分析。研究结果:对于接受全肺切除术的N0-N1期NSCLC患者,化疗给患者带来了明显的长期生存获益(P<0.001),但放疗没有带来显著获益(P=0.614)。在N2患者中,化疗+术后放疗组的长期生存结局最差(P=0.014)。限制性立方样条和亚组分析显示,年龄对长期生存结局的影响主要在于接受化疗+新辅助放疗方案的患者(P=0.004),对于年龄≤65岁、准备接受全肺切除术的患者来说,该治疗方案有潜在临床价值,但对于年龄>65岁的患者,该治疗方案反而导致更差的预后(P=0.005)。研究结论:总之,对于接受全肺切除术的NSCLC患者,根据指南建议进行化疗能够带来较好的获益,但在化疗治疗基础上需要非常谨慎地进行放疗。化疗联合新辅助放疗对于年龄≤65岁的患者可能有潜在的临床价值,但为了实现更好的术前准备而接受化疗联合新辅助放疗的决定可能不适于>65岁的老年患者。从目前的相关临床研究来看,免疫治疗和化疗的结合似乎是全肺切除术一个很有前景的辅助治疗策略。第三部分血小板可能是肺腺癌新的干预靶标,其术前计数水平与淋巴结转移相关研究目的:探索NSCLC患者术前血小板水平与淋巴结转移的相关性,探讨了血小板在肺腺癌肿瘤进展方面的潜在生物学作用,为抗血小板治疗的有效性提供临床证据。研究方法:研究回顾性收集了 852名接受肺叶切除术和系统性淋巴结清扫术的肺腺癌患者信息,分析了患者术前7天内血小板计数水平与淋巴结转移的相关性。进行logistic回归分析以确定淋巴结转移的风险因素,分析了血小板计数和肺腺癌组织学亚型的相关性。研究结果:多因素logistic回归分析发现,患者术前7日内血小板计数水平是肺腺癌患者出现淋巴结转移的独立危险因素(P<0.05)。同时,术前血小板计数<300×109/L的患者淋巴结转移率显著低于血小板计数≥300×109/L的患者(P<0.001),此外,即使是正常参考范围内的术前血小板计数升高,也与淋巴结转移率升高显著相关(P<0.001)。亚组分析发现实体亚型患者的血小板计数水平明显高于其他组织学亚型(P<0.001),同时,实体优势型的血小板计数显著高于实体非优势型(P<0.001)。研究结论:肺腺癌患者术前7日内较高的术前血小板水平可能与患者出现淋巴结转移相关,术前血小板水平是预测患者淋巴结转移风险的潜在血液学指标。实体亚型肺腺癌患者术前血小板计数显著高于其他亚型,这意味着肺腺癌实体亚型可能具有促进血小板生成的特殊机制,而血小板的增加也可能会促进肿瘤淋巴结转移,导致不良预后,肺腺癌患者也许能够从抗血小板治疗中获益。第四部分CPSF3是肺腺癌靶向治疗的潜在靶点和预后标志物,能够靶向p53信号通路调控肺腺癌细胞周期、增殖和凋亡研究目的:研究了肺腺癌中CPSF3表达水平对患者预后和肿瘤生物学行为的影响,希望能够为肺腺癌的治疗发现新的预后指标,为分子靶向治疗明确新的基因靶点。研究方法:分析TCGA和GTEx数据集中516例肺腺癌组织与637例正常组织中CPSF3的selleckchem Laduviglusib表达差异,并使用肺腺癌组织和癌旁组织标本进行免疫组织化学染色,验证CPSF3的蛋白表达情况。使用卡方检验分析CPSF3表达水平与患者分期和预后之间的相关性,并进行Kaplan-Meier生存分析。使用GO和KEGG富集分析研究CPSF3影响的生物学功能和信号通路。在肺腺癌细胞系中敲降CPSF3,使用流式细胞术、EDU、克隆形成和CCK8实验检测细胞周期、增殖和凋亡水平。随后对肺腺癌细胞进行转录组测序,KEGG富集分析和Western Blot等实验,进一步验证CPSF3诱导细胞凋亡和周期停滞、抑制细胞增殖的分子机制。研究结果:1.CPSF3在肺腺癌组织中显著高表达,并且与患者的病理分期增加和不良预后有显著相关性。2.敲低CPSF3可诱导肺腺癌细胞凋亡和周期停滞,并能够抑制肺腺癌细胞增殖,在此调控过程中,p53信号通路的激活可能发挥重要作用。3.敲降CPSF3能够激活肺腺癌细胞p53蛋白的表达水平,并且调控其下游靶标蛋白,包括上调周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21和细胞凋亡诱导蛋白BAX、APAF1的表达,下调凋亡抑制蛋白Bcl-2和多种周期相关蛋白的表达。研究结论:肺腺癌组织中CPSF3过表达与患者的病理分期增加和不良预后有显著相关性,CPSF3不仅可能成为评估肺腺癌患者预后的新型分子标志物,且可能成为肺腺癌分子靶向治疗的重要靶点基因。敲降CPSF3能够激活肺腺癌细胞中p53信号通路,摆脱p53受到的转录抑制和过度降解,靶向调控下游多种基因的表达,发挥p53强大的肿瘤抑制效应,具有重要的临床诊疗价值。靶向CPSF3的小分子抑制剂JTE-607可能是潜在的抗肿瘤药物,但需要更深入的研究发挥其在肺腺癌中的作用。