Extracto
Aplicaciones
La inflamación pulmonar que conduce a la toxicidad pulmonar después de la radioterapia (RT) puede ocurrir en pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC). Se investigó la cinética de citoquinas inflamatorias de plasma inducido por RT en estos pacientes con el fin de identificar los predictores clínicos de toxicidad.
Diseño Experimental
En 12 pacientes con CPNM, RT a 60 Gy (30 fracciones durante 6 fue entregado semanas); 6 recibieron quimiorradioterapia concomitante (quimioRT) y 6 recibieron RT sola. Las muestras de sangre fueron tomadas antes del tratamiento, a las 1 y 24 horas después de la entrega de la fracción 1
er, 4 semanas después de RT, y 12 semanas después de la finalización del tratamiento, para el análisis de un panel de 22 citoquinas plasmáticas. La gravedad de los efectos tóxicos respiratorias se registraron utilizando criterios de terminología común para los eventos adversos v4.0 (CTCAE).
Resultados
Se detectaron Doce citoquinas en respuesta a RT, diez de los cuales demostraron cambios temporales significativas en la concentración de plasma. Para eotaxina, IL-33, IL-6, MDC, MIP-1α y VEGF, las concentraciones plasmáticas dependían de grupo de tratamiento (quimioRT vs RT sola, todo
p-
valores & lt; 0,05), mientras que las concentraciones de MCP-1, IP-10, MCP-3, MIP-1β, TIMP-1 y TNF-α no lo eran. La dosis media de radiación a los pulmones correlacionado con una reducción a 1 hora de los niveles plasmáticos de IP-10 (
r
2 =
0,858,
p Hotel & lt; 0,01), MCP-1 (
r
2
= 0,653,
p Hotel & lt; 0,01), MCP-3 (
r
2
= 0,721,
p
& lt; 0,01), y la IL-6 (
r
2
= 0,531,
p
= 0,02). Los pacientes que sufrieron toxicidad pulmonar demostraron significativamente diferentes niveles de IP-10 y MCP-1 en 1 hora, y eotaxina, IL-6 y TIMP-1 de concentración a las 24 horas (todo el
Los valores de p Restaurant & lt; 0,05) en comparación con los pacientes sin toxicidad respiratoria.
Conclusiones
Las citoquinas inflamatorias fueron inducidos en pacientes con CPNM durante y después de la RT. Los primeros cambios en los niveles de IP-10, MCP-1, eotaxina, IL-6 y TIMP-1 se asociaron con una mayor toxicidad de grado. La medición de las concentraciones de citoquinas durante RT podría ayudar a predecir la toxicidad pulmonar y dar lugar a nuevas estrategias terapéuticas
Visto:. Siva S, M MacManus, Kron T, Best N, J Smith, Lobachevsky P, et al. (2014) un patrón de expresión de citoquinas inflamatorias inducidas por la radiación temprana se asocia con toxicidad pulmonar en pacientes con células no pequeñas de cáncer de pulmón. PLoS ONE 9 (10): e109560. doi: 10.1371 /journal.pone.0109560
Editor: J. Lee Yong, Universidad de Pittsburgh School of Medicine, Estados Unidos de América
Recibido: 2 de Junio, 2014; Aceptado: 29 Agosto 2014; Publicado: 7 Octubre 2014
Derechos de Autor © 2014 Siva y col. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Disponibilidad de datos:. La autores confirman que todos los datos que se basan los resultados son totalmente disponible sin restricciones. Todos los datos relevantes se encuentran dentro del apoyo de sus archivos de información en papel y
Financiación: La Dra. Shankar Siva ha recibido Nacional de Salud y fondos de la beca del Consejo de Investigación Médica de esta investigación, APP1038399. http://www.nhmrc.gov.au/grants/apply-funding/postgraduate-scholarships. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en ambos sexos [1]. Cáncer de pulmón no microcítico (CPNM) representa el 85% de los casos. La radioterapia (RT), solo o en combinación con quimioterapia, es un enfoque de tratamiento definitivo estándar para pacientes con NSCLC localmente avanzado o pacientes inoperables con enfermedad en estadio temprano [2], [3]. Más de la mitad de los pacientes con CPNM se tratan actualmente con RT. Esta tasa puede aumentar en el futuro con la tasa de utilización óptima de RT se estima en 76% [4]. Sin embargo, los fallos locales son una causa importante para la supervivencia relativamente pobre reportado para los pacientes tratados con RT. Un reciente meta-análisis sugiere que los fallos locales todavía ocurren en hasta un 38% de los pacientes [5]. Los esfuerzos para intensificar RT, sin embargo, están severamente limitados por la necesidad de limitar la dosis en el pulmón normal circundante con el fin de preservar la función [6]. La toxicidad pulmonar causada por RT (denominada
neumonitis
) es una real y potencialmente debilitante toxicidad, a veces conduce a la muerte del paciente [7]. En la era moderna neumonitis sintomática todavía ocurre en el 29,8% de los pacientes y neumonitis fatal en un 1,9% [8]. Actualmente se utilizan las restricciones de planificación RT que fueron diseñados para limitar el riesgo de neumonitis se basan en evidencia con más de una década [9]. Estas restricciones se aplican a las poblaciones y no dan ninguna indicación de la susceptibilidad de un paciente a la toxicidad letal, más allá del hecho de que, en promedio, mayores dosis de RT a volúmenes más grandes son más propensos a ser tóxico. Por tanto, es imperativo establecer
in vivo
biomarcadores para la predicción o evaluación temprana de la neumonitis que en última instancia ayudar a evitar la disfunción pulmonar inducida por RT individualizar el tratamiento.
La fisiopatología de la toxicidad pulmonar inducida por la radiación no se conoce bien en la actualidad. Una gran cantidad de pruebas de los modelos animales, la biología molecular y observaciones clínicas sugieren que la lesión del tejido normal es un proceso dinámico y progresivo [10], [11]. Una compleja interacción entre el daño inducido por la radiación a las células parenquimatosa, vasculatura de apoyo y resultados reacciones fibróticas asociadas de los efectos tóxicos de radiación aguda y tardía. En el pulmón, estos cambios se pueden manifestar como la función pulmonar reducida y en una cascada inflamatoria crónica conocida como neumonitis [12]. Hay muchos factores que influyen en la probabilidad de toxicidad respiratoria grave, incluyendo el volumen de parénquima irradiado, enfermedad pulmonar preexistente y el uso de radiosensibilización la quimioterapia [13]. Sin embargo, los mecanismos biológicos exactos de cascada inflamatoria y fibrosis pulmonar eventual no están totalmente aclarados.
La liberación de citoquinas en respuesta a la radiación ionizante es un fenómeno documentado y puede desempeñar un papel importante en la radiación inducida por la toxicidad pulmonar posterior (revisado en [14] - [18] una reacción aguda no específica, o "tormenta de citoquinas" se resuelve generalmente dentro de las 24 horas [19] radiación fraccionada, sin embargo, crea una respuesta de estrés compleja constante y un perfil de citocinas es diferente a la inducida por.. . una sola dosis de radiación [20] concentraciones plasmáticas relacionadas-RT de una o más citoquinas en humanos han correlacionado con la toxicidad pulmonar factor de crecimiento transformante (TGF) -β1 [21] - [24]., la interleucina (IL) -6 y IL -10 [25], [26] durante la RT se han sugerido como posibles marcadores de riesgo en estos estudios. Sin embargo, otros estudios han reportado resultados contradictorios o negativos [27], [28].
la justificación de la composición de nuestro panel de 22 biomarcadores potenciales de toxicidad tejido pulmonar se basa en varios informes publicados de disección respuesta inflamatoria y la radiación. Los niveles plasmáticos de una serie de citoquinas han sido investigados previamente en el contexto de los dos modelos de células murino [29] y [20]. Una gama de citoquinas pro-inflamatorias se expresan como reactantes de fase aguda, incluyendo el factor de necrosis tumoral (TNF) -α, i IL-1 e IL-6 [14], [18]. Las quimiocinas actúan como quimioatrayentes para los leucocitos que potencian la respuesta inflamatoria, como el interferón-inducible proteína-10 (IP-10) que atrae predominantemente neutrófilos, macrófagos -1α proteína inflamatoria (MIP), y proteína quimioatrayente de macrófagos (MCP) -3 que atrae predominantemente monocitos, y MIP-1β y MIP-3α que atraen predominantemente linfocitos [16], [17]. Las células B de la inducción de los resultados de MIP-3ß en quimioatracción de células dendríticas y el antígeno dedica [30]. MCP-1 es una citoquina que se ha asociado con muchas enfermedades relacionadas con la inflamación y se ha implicado en la progresión y pronóstico de varios tipos de cáncer [29], [31]. La regulación positiva de la expresión del gen MCP-3 se ha demostrado que es máxima a 1 horas en respuesta a la radiación en el hígado de rata [32]. La liberación excesiva de interferón-gamma (IFN) se ha asociado con la patogénesis de enfermedades inflamatorias y autoinmunes crónicas [17]. Macrófagos derivados de quimioquina (MDC), está implicada en la inflamación crónica y de células dendríticas y linfocitos homing [17]. La eotaxina es un quimioatrayente para eosinófilos y está implicada en las respuestas de la lesión pulmonar inflamatoria aguda, particularmente en el enfisema y el asma [33], [34]. IL-3, IL-11, IL-22 e IL-33 son todos los reactantes de fase aguda que potencian la señalización celular inmune y las respuestas inflamatorias [35] - [37]. La inducción de todas estas citoquinas inflamatorias en respuesta a la radiación estimular la expresión subsiguiente de citoquinas fibróticas tales como la familia TGF-β y el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). Estos a su vez facilitan la progresión de la fibrosis pulmonar neumonitis al [38], [39]. Ayudando a equilibrar este proceso, tanto la IL-22 e IL-10 puede actuar para regular a la baja la respuesta pneumonitic mediante el bloqueo de citoquinas y la función de las células presentadoras de antígenos [25], [37] pro-inflamatorias. Además, los inhibidores tisulares de las metaloproteinasas de (TIMP) -1 actúa para regular negativamente la respuesta profibrotic y se eleva en estados de enfermedad inflamatoria crónica [29], [40].
En este estudio, se presenta la modulación de concentraciones plasmáticas de estas citocinas en los pacientes que recibieron RT solo o RT con quimioterapia radiosensitising concurrente. En contraste con muchos estudios anteriores, se consideran los patrones diferenciales de respuesta en pacientes que reciben quimioterapia radiosensibilizador en comparación con los que recibieron RT sola. Evaluamos una cohorte homogénea de los pacientes que recibieron dosis horarios /fraccionamiento idénticos, y emplean a un gran panel de citoquinas candidatos. Además, se presenta el efecto del volumen de tratamiento y la dosis al tejido pulmonar normal en las concentraciones de citoquinas en plasma, lo que sugiere que estas citoquinas podrían ser utilizados como
in vivo de búsqueda: '' biodosimeters de dosis de radiación individual. Por último, se identificaron cinco citoquinas que eso podría ser predictivos de la toxicidad pulmonar pulmonar y deben ser validados en una cohorte más amplia como marcadores predictivos temprana para la neumonitis por radiación clínica.
Materiales y Métodos
Esta investigación se el componente de traslación de un comité de ética institucional aprobado ensayo clínico prospectivo en el Centro de cáncer Peter MacCallum (Ensayos universales Número U1111-1138-4421). Todos los pacientes dieron su consentimiento por escrito para participar en este estudio. pacientes consecutivos sometidos a RT definitiva con o sin quimioterapia concurrente fueron sometidos a la punción venosa de serie y la extracción de sangre para pruebas de citoquinas inflamatorias. Los pacientes fueron seguidos a intervalos de tres meses después del tratamiento. Toxicidad de puntuación se realizó de forma prospectiva en cada visita clínica utilizando terminología común Criterios para Eventos Adversos (CTCAE) versión 4.0.
Radioterapia
Se planearon Todos los pacientes para recibir 60 Gy en 30 fracciones de RT entregado 6 semanas usando técnicas de conformación en 3D. tomografía computarizada de cuatro dimensiones respiratoria-ordenados (4DCT) se utilizó para la planificación de RT. delimitación de destino se realizó en una estación de trabajo Elekta FocalSim (Estocolmo, Suecia). Un volumen de destino interno (ITV) se delineó de la serie de proyección máxima intensidad (MIP), y una expansión isótropa adicional de expansión 5 mm se utilizó para generar el volumen objetivo clínico, y se utilizó un 10 mm de expansión isótropa aún más para crear la planificación volumen blanco (PTV). El órgano de pulmón en volumen riesgo se define como el volumen de ambos pulmones menos el volumen de la ITV. Normalmente, un 3-4 campo técnica de RT usando fotones 6MV se utilizó con esfuerzo realizado para evitar el pulmón afectado contralateral y la médula espinal de repuesto garantizando al mismo tiempo la PTV estaba dentro de -5% y + 7% de la dosis prescrita, según ICRU 62 recomendaciones. Las restricciones de dosis a los órganos a los riesgos dosis fueron de la siguiente manera: canal espinal ≤45 Gy, dosis media de pulmón ≤20 Gy, el volumen de pulmón que recibieron 5 Gy (V5) ≤60%, V20≤35%, V30≤30%. En los pacientes que reciben quimioterapia concurrente, este fue entregado usando dobletes de platino. Este consistió en cualquiera de 2 × 3 ciclos semanales de 50 mg /m
2 días cisplatino 1 y 8, con 50 mg /m
2 días etopósido 1-5, o ciclos semanales de carboplatino AUC 6x 2 días y 1 con 45 mg /m
2 días paclitaxel 1. el primer ciclo de quimioterapia concurrente se comenzó inmediatamente antes de la primera fracción de radioterapia. Ningún paciente recibió quimioterapia adyuvante después de la entrega de la quimioterapia concurrente. Todos los pacientes de nuestra institución se han previsto para la quimioterapia concurrente a menos que se opongan a ello comorbilidades cardiovasculares o insuficiencia renal.
Tratamiento de la muestra de sangre
Se recogieron muestras de sangre del paciente y se procesan en cinco puntos de tiempo en este estudio. muestras de sangre de línea base se recogieron antes de la terapia, y se recogieron 4 muestras consecutivas en 1 hora después de la primera fracción de RT, 24 horas después de la primera fracción de RT, 4 semanas en el curso de la RT, y 12 semanas después de la finalización de la RT. Los primeros puntos de tiempo fueron elegidos para los propósitos pragmáticos para reflejar la practicidad clínica; los pacientes son habitualmente dentro del departamento dentro de 1 hora de la primera y segunda fracción de RT. Estos tiempos permiten la posibilidad de la adaptación de las del plan de RT basado en la respuesta de citoquinas. Se eligió el punto de tiempo de 4 semanas ya que esto coincide típicamente con aproximadamente 40 Gy de dosis suministrada, lo que permite una oportunidad ideal para la planificación de la radiación adaptativa antes de la finalización de la RT [41]. El punto de tiempo final, a las 12 semanas después de la finalización de la RT, coincide con el periodo en el que pueden producirse alveolitis fibrosante y la manifestación clínica de neumonitis posterior [42]. La sangre se recogió en tubos de 9 ml de ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), y se centrifuga dos veces a 2000 rpm durante 10 minutos y luego a 4000 rpm durante 10 minutos. La parte superior 90% del plasma se transfirió a 2 ml de alícuotas en crioviales y se almacenó a -80 ° C. Estos se procesaron posteriormente en lotes utilizando un flujo comercial sistema de citometría.
Análisis de citocina
Cada muestra del paciente se llevó a cabo por duplicado usando 100 l de plasma diluidas en un factor de 2. Un sándwich multiplexada comercial se utilizó matriz de base ELSIA (matriz personalizada Quantibody, RayBiotech Inc., Norcross, GA, EE.UU.). Todas las muestras se ensayaron usando un panel de 22 citoquinas: Eotaxin, IFN, IL-6, IL-10, IL-11, IL-22, IL-3, IL-33, IP-10, MCP-1, MCP -3, MDC, MIP-1α, MIP-1β, MIP-3α, MIP-3β, TGF-β1, TGF-β2, TGF-β3, TIMP-1, TNF-α, VEGF. La matriz de anticuerpo es un sistema ELISA sándwich de multiplexado basada en vidrio-chip diseñado para determinar las concentraciones de los 22 citoquinas simultáneamente. Una lámina de vidrio estándar fue vista con 16 pozos de arrays de anticuerpos idénticos biomarcador. Cada anticuerpo, junto con el control positivo y negativo, se vistió por cuadruplicado. Las muestras y los patrones se añadieron a los pocillos de la matriz de chip y se incubaron durante 3 horas a 4 ° C. Esto fue seguido por tres o cuatro pasos de lavado y la adición de anticuerpo primario y estreptavidina conjugada con HRP a los pocillos. Las señales (longitudes de onda de excitación de Cy3: 555 nm, 655 nm de emisión) se escanearon y se extrajeron con un escáner láser Genepix (Axon Instruments, Foster City, CA), y se cuantificaron usando software Quantibody Analyzer (Ray Biotech Inc). Cada señal se identifica por su localización in situ. El software del escáner calcula automáticamente las señales de fondo. Los niveles de concentración, expresadas en picogramos por mililitro (pg /ml), se calculó frente a una curva estándar establecido para cada biomarcador de los controles positivos y negativos.
Métodos Estadísticos
Los pacientes se agruparon en aquellos recibiendo quimioterapia concurrente (quimioRT) y los que recibieron RT sola. Se utilizó ANOVA de dos vías suponiendo repitió la prueba medidas para diferentes puntos de tiempo para evaluar las diferencias en las concentraciones de citoquinas entre los grupos quimioRT y RT ya través de los puntos de tiempo muestreados. Estos cambios de concentración de citoquinas línea de base se han obtenido a nivel del paciente individual. Posteriormente, los intervalos de confianza del 95% se calcularon y correcciones para comparaciones múltiples se realizaron utilizando el método de Dunnett y un alfa de 0,05. toxicidades clínicas secundarias al tratamiento se evaluó a través de los CTCAE v4.0 al inicio del estudio, 4 semanas de tratamiento y 12 semanas después de la finalización del tratamiento. La dosis de pulmón PTV y la media (MLD) de la RT se registran para cada paciente y se correlacionó con el cambio en las concentraciones de citoquinas a partir de la línea de base a una hora después de la primera fracción, cuatro semanas de tratamiento y 12 semanas después de la finalización del tratamiento usando un modelo de regresión lineal. Los pacientes fueron dicotomizadas en los que experimentan severa toxicidad respiratoria (grado 2+) y los que no lo hicieron. No emparejados de dos colas
t-tests
se utilizaron para comparar las medias de las concentraciones de citoquinas en estos puntos de tiempo entre los grupos de pacientes de toxicidad. Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software PRISM v6.0.
Resultados
Doce pacientes fueron incluidos en este estudio con una edad media de 67 años (rango 46-89 años). Todos los pacientes recibieron 60 Gy en 30 fracciones de RT. Seis pacientes recibieron quimioterapia concurrente y seis recibieron RT sola (debido a las comorbilidades). Seis pacientes tenían enfermedad en estadio III, tres tenían la enfermedad en estadio II y tres tenían enfermedad en estadio I. características de la población de pacientes se enumeran en la Tabla 1. Características de los pacientes individuales se dan más en la Tabla S1.
Efecto del grupo de tratamiento y el punto de muestreo en tiempo
De los 22 citoquinas analizadas, los resultados de 12 citoquinas estaban por encima del límite de detección. Estos fueron eotaxina, IL-33, IL-6, MCP-1, MDC, MIP-1α, VEGF, IP-10, MCP-3, MIP-1β, TIMP-1 y TNF-α. De estos 12 citoquinas, todos excepto para la IL-33 y TNF-α demostrado una variación significativa en las concentraciones en los diferentes puntos de tiempo (todo el
p CD -
valores
≤0.02, Tabla S2). Los cambios absolutos en concentraciones para cada uno de los 12 citoquinas plasmáticas se representan en la Figura 1. Los niveles de eotaxina, IL-33, IL-6, MDC, MIP-1α y VEGF eran diferentes en los pacientes que recibieron quimioRT en comparación con los que recibieron RT solo (todos los
los valores de p Hotel & lt; 0,01), mientras que las concentraciones de IP-10, MCP-1, MCP-3, MIP-1β, TIMP-1 y TNF-α no dependían del grupo de tratamiento . En el grupo de RT sola, el cambio de pico en los niveles de citoquinas (depresión o elevación) se observó a las 4 semanas durante el tratamiento de IL-33, IP-10, MCP-1, & amp; MIP-1α. El cambio pico en el nivel de citoquinas se observó a las 12 semanas después de la finalización del tratamiento de eotaxina, IL-6, MCP-3, TIMP-1 y VEGF. En comparación, en el grupo de quimioRT, el cambio de pico en los niveles de citoquinas (depresión o elevación) se observó a las 4 semanas durante el tratamiento de MDC y sólo MIP-1α. El cambio pico en el nivel de citoquinas se observó a las 12 semanas después de la finalización del tratamiento de eotaxina, MCP-3, MIP-1β, y VEGF. Hubo una interacción significativa entre el grupo de tratamiento y el punto de tiempo de la muestra (
los valores de p
& lt; 0,01) para las concentraciones de IL-6, IP-10, MCP-1, MDC, MIP-1α, MIP-1β y VEGF, lo que indica que la variación de las concentraciones de citoquinas en plasma con el tiempo no era el mismo para el grupo de RT como para el grupo quimioRT. Por el contrario, no hubo interacción significativa entre los grupos de tratamiento y los puntos de tiempo de la muestra para eotaxina, MCP-3 y TIMP-1 lo que indica que la variación de las concentraciones de citoquinas a través del tiempo fue la misma para ambos grupos de tratamiento. Un resumen de los niveles de citoquinas que variaban por el tiempo y los que variaban por grupo de tratamiento se muestra en la Figura 2.
Los niveles se agrupan en el tipo de tratamiento (quimioRT vs RT solo). Las citoquinas en el que la variación es dependiente diferente en los grupos de tratamiento están marcados con un
delta gratis (
δ
). Dentro de cada gráfico de citoquinas, un
asterisco gratis (
*
) denota momento en el que el nivel de citoquinas en plasma son significativamente diferentes desde el nivel basal, con correcciones para comparaciones múltiples realizó usando el Método de Dunnett.
MCP-1, TIMP-1, IP-10, MCP-3 y MIP-1β variar de manera diferente a través de los diferentes puntos de tiempo muestreados, pero son tienen varianza similar entre los grupos de tratamiento (RT sola vs quimioRT). IL-6, Eotaxina, MDC, MIP-1α y los niveles de VEGF varió entre el tiempo y el grupo de tratamiento. Los niveles de TNF-alfa no eran diferentes en todos los puntos de tiempo muestreados o tratamiento entregados.
Efecto de la media de pulmón Dosis y PTV volumen
La mediana (rango) de volumen de la Televisión en todos los pacientes fue de 320 cm
3 (87 cm
3 a 1138 cm
3). Las concentraciones plasmáticas disminuyeron respecto al valor basal en el puesto de irradiación de 1 horas en todos los pacientes de una manera dependiente volumen lineal para la IL-6 (
r = 0,887
,
p & lt; 0,01
), MCP-1 (
r = 0,664
,
p
= 0,03), e IP-10 (
r = 0,819
,
p Hotel & lt; 0,01), lo que es representada en la Figura 3. el alcance de la reducción de estas concentraciones de citoquinas en plasma se correlacionaba con volumen blanco irradiado. Se observó que la correlación más fuerte para la IL-6 (Figura 3A). Cambio en la concentración plasmática a las 1 horas en los 9 restantes citoquinas no se correlacionó con el volumen de la Televisión. Los cambios en la concentración plasmática de línea de base para los 12 citoquinas no se correlacionaron con la meta de volumen irradiado en una extensión de 4 semanas de tratamiento o 12 semanas después del tratamiento.
línea de regresión lineal (azul) se muestra con intervalos de confianza del 95% (línea roja discontinua).
La mediana (rango) MLD en todos los pacientes fue de 11,7 Gy (5,97 Gy-19.14 Gy). Al igual que el efecto observado con el volumen de PTV, las concentraciones plasmáticas disminuyeron respecto al valor basal en el puesto de irradiación de 1 hora en una forma dependiente de la dosis lineal para la IL-6 (
r = 0,729
,
p = 0,02
), MCP-1 (
r = 0,808
,
p Hotel & lt; 0,01), e IP-10 (
r = 0,926
,
p
& lt; 0,01), representado en la Figura 4. Además, MCP-3 también demostró una reducción lineal en la concentración de plasma en 1-hora para un MLD dado (
r =
0,849,
p & lt
; 0,01). El MLD fue proporcional a la reducción de estas concentraciones de citoquinas en plasma 1-hora. Cambio en la concentración plasmática a las 1 horas en los 8 restantes citoquinas no se correlacionó con MLD. Una vez más, el cambio en la concentración plasmática de línea de base para los 12 citoquinas no se correlacionó con la dosis normal de los pulmones media en una extensión de 4 semanas de tratamiento o 12 semanas después del tratamiento.
línea de regresión lineal (azul) se muestra con 95 intervalos de confianza (% línea roja discontinua).
Asociación de plasma las concentraciones de citocinas con la probabilidad de toxicidad respiratoria severa
Cinco de los doce pacientes presentaron toxicidad pulmonar grave (CTCAE de grado 2 o superior ) en este estudio. Tres de estos pacientes estaban en el grupo quimioRT y dos de estos pacientes recibieron RT sola. En general, los pacientes con una mayor depresión en las concentraciones de MCP-1 y los niveles de IP-10 en el puesto de 1 hora en la primera fracción de la radiación posteriormente sufrieron toxicidad pulmonar grave (Figura 5A, 5B). Para los pacientes con toxicidades graves, la media (+/- desviación estándar) reducción de la concentración plasmática de MCP-1 y IP-10 era 167,0 pg /ml (+/- 119,0 pg /ml) y 233,0 pg /ml (+ /-232,0 pg /ml), respectivamente. Estos niveles fueron significativamente más reducida que las de los pacientes que posteriormente no tienen toxicidad pulmonar grave, con reducciones medias de 38,6 pg /ml (+/- 62,2 pg /ml) correspondiente, y 4,0 pg /ml (+/- 76,7 pg /ml), respectivamente (
p =
0,05). A las 24-horas después de la primera fracción de la radiación, los pacientes con una reducción en las concentraciones de eotaxina y los niveles de IL-6 posteriormente sufrieron toxicidad respiratoria (Figura 6A, 6B). Para los pacientes con toxicidades graves, la media (+/- desviación estándar) disminución en la eotaxina e IL-6 respecto a los niveles previos al tratamiento fue de 6,8 pg /ml (+/- 36,6 pg /ml) y 8,9 pg /ml (+ /-8,8 pg /ml), respectivamente. En comparación, los pacientes sin toxicidad habían aumentado Eotaxin y de IL-6 niveles en una media (+/- desviación estándar) de 31,9 pg /ml (+/- 20,4 pg /ml),
p = 0,03 y
1,4 (+/- 2,5 pg /ml)
p
= 0,04, respectivamente. En contraste, las concentraciones elevadas de TIMP-1 en las 24 horas estaban asociados con la toxicidad más grave (Figura 6C). El aumento medio (+/- desviación estándar) de TIMP-1 en aquellos con toxicidad pulmonar grave fue de 337,0 pg /ml (+/- 867,0 pg /ml), en comparación con una disminución de 762,0 pg /ml (+/- 292,0 pg /ml) para los que no,
p = 0,02
. Ninguna de las citocinas ensayadas fueron significativamente diferentes en los pacientes con o sin toxicidades pulmonares graves a las 4 semanas de tratamiento o 12 semanas después de la finalización del tratamiento
.
Las diferencias estadísticamente significativas entre los pacientes con toxicidades respiratorias graves [cajas sombreadas] y aquellos sin [cajas abiertas] se resaltan con
P - servicios asociados.
valores
Las diferencias estadísticamente significativas entre los pacientes con toxicidades graves respiratorias [cajas sombreadas] y los que no [cajas abiertas] se resaltan con asociado
p - valores
Discusión
En este estudio, se descubrió que la toxicidad pulmonar grave (CTCAE de grado 2 o superior) está asociado con un cambio significativo. en algunas de las concentraciones plasmáticas de citoquinas de los niveles previos al tratamiento en los pacientes que recibieron RT definitiva para el NSCLC. En concreto, toxicidad grave se asoció con la detección de niveles deprimidos de IP-10 y MCP-1 en poste irradiación 1-hora, así como niveles más bajos de eotaxina e IL-6 a las 24 horas después de la irradiación en comparación con los pacientes que no posteriormente desarrollar toxicidad pulmonar grave (Figura 5 y 6). Los niveles de TIMP-1 a las 24 horas fueron significativamente elevados en pacientes con toxicidad pulmonar grave en comparación con los que no. Estas variaciones de pronóstico tempranos en los niveles de citoquinas pueden representar sensibilidad de pulmón de un individuo y posterior riesgo de toxicidad pulmonar y la fibrosis después de la exposición repetitiva a un insulto radiación. La detección de una señal de pronóstico después de la primera fracción de un curso de 30 fracción de RT es particular importancia clínica, ya que esto puede permitir una intervención temprana durante el curso del tratamiento. Desde una perspectiva clínica, esto puede manifestarse como más evaluación de la toxicidad inter-fraccional intensiva y la intervención de apoyo temprano, potencialmente con corticosteroides. Alternativamente, temprano firma de citoquinas pronóstico puede permitir la adaptación biológica personalizado del curso del tratamiento mediante el aumento o la disminución de la intensidad del tratamiento. Estas señales de citoquinas fueron generalmente menos evidentes a las 4 semanas en terapia. Nuestra hipótesis es que durante un largo de 6 semanas de curso de la terapia de radiación que los pacientes pueden adaptarse a las exposiciones repetidas y manifestar una respuesta citoquina inflamatoria aguda menos rápido que las exposiciones iniciales al comienzo de la terapia. Interpretación de la importancia pronóstica de citocinas 12 semanas después de la terapia es un reto, ya que es un punto de tiempo compleja debido a la variabilidad introducida por un amplio espectro de la evolución clínica del paciente individual. En este momento algunos pacientes tendrán respuestas tumorales completas a la terapia, mientras que otros tendrán enfermedad estable o progresiva. Además, esta vez también puede estar influenciada por los déficits nutricionales inducidas por esophagitus relacionada con el tratamiento y la disfagia. Los resultados de este estudio indican que los cambios tempranos en estas citoquinas deben investigarse más a fondo como marcadores pronósticos de la probabilidad de toxicidad en los pacientes que recibieron irradiación definitiva para el NSCLC.
Desde el punto de vista mecanicista, estos biomarcadores putativos de la lesión pulmonar parecen ser candidatos pronósticos razonables debido a su papel pro-inflamatoria en diversos estados de enfermedad. MCP-1 causa la activación celular de funciones específicas relacionadas con la defensa del huésped y la inflamación, incluyendo los monocitos, los granulocitos y la migración de linfocitos [43]. IP-10 también estimula selectivamente la migración direccional de células T y monocitos, así como participar en la adhesión de células T [16]. TIMP-1 actúa a disminuye la respuesta profibrotic y se asocia con el grado de inflamación en la mucosa de pacientes con estados inflamatorios crónicos (tales como la enfermedad inflamatoria del intestino) [40]. En estudios anteriores, la reducción temprana (dentro de 3-6 horas) de los niveles séricos de IP-10, MCP-1 y TIMP-1 se han demostrado previamente en las cepas murinas más sensibles a la fibrosis [C57BL /6] en comparación con las cepas más tolerantes [C3H /ave] [29], [43], [44]. Más tarde, después de la irradiación, la inducción de la expresión génica de IP-10 y MCP-1 mRNA hasta 6 meses después de la RT en modelos murinos se cree posteriormente conducir a la fibrosis tisular tardía y posterior daño pulmonar [16], [45]. IL-6 es una citocina pleiotrópica secretada por los linfocitos T e implicada en la maduración de los linfocitos B, y se cree que median la fiebre clínica y regula la inflamación y la fibrosis a través de las células inmunes [38]. Chen et al. [26] observaron reducciones tempranas de la IL-6 de citoquinas en pacientes que sufrieron neumonitis, similar a los hallazgos del presente estudio. La eotaxina es un mediador principal de las reacciones inflamatorias alérgicas relacionadas con IgE en pulmón, que son característicamente asociados con una acumulación temprana, transitoria de neutrófilos y posterior lesión pulmonar aguda inflamatoria de neutrófilos dependiente de [34]. Los niveles plasmáticos de eotaxina han sido previamente documentadas en un modelo murino para disminuir inicialmente, posteriormente, aumentar más días, similar al patrón temporal observado en el presente estudio [29].
Las concentraciones de varias citoquinas se demostraron también a ser dependiente de la dosis para el tejido pulmonar normal y el volumen del tumor irradiado (Figuras 2 y 3). En la radioterapia conformada 3D, la dosis en el tejido pulmonar normal irradiado (la MLD) se ve influida por el número de haces seleccionado, ángulos de haz empleado, la localización del tumor, y el grado de preservación del pulmón no afectado. En contraste, el volumen objetivo (PTV) es una función directa del volumen del tumor y los márgenes geométricas aplica para dar cuenta de la enfermedad microscópica y error de entrega. En este estudio, ambas medidas estaban relacionadas con las concentraciones de citoquinas en el puesto de irradiación de 1 hora. Los niveles de citocinas se correlacionaron linealmente con la dosis en el tejido pulmonar normal irradiado (MLD), con la depresión de IP-10, MCP-1 y MCP-3 siendo el más fuertemente correlacionados. Reducción de los niveles circulantes de IL-6, MCP-1 y IP-10 en 1-hora también se correlacionaron con la PTV, aunque esta asociación era menos robusto. En particular, esta relación fue influenciado en particular por la respuesta en un paciente específico con un gran volumen de PTV 1138 cm
3. A pesar de este potencial factor de confusión, una explicación plausible para una relación diferencial entre los niveles de citoquinas y PTV /MLD es que los campos de radiación más grandes (con un PTV más grande) que cubren la afectación ganglionar mediastinal no necesariamente pueden recorrer grandes volúmenes de parénquima pulmonar normal que los volúmenes de los tumores más pequeños ubicados más profunda dentro del tejido pulmonar (que puede tener un mayor MLD).