Advanced

Prognostic factors in soft tissue sarcoma. Tissue microarray for immunostaining, the importance of whole-tumor sections and time-dependence.

Engellau, Jacob LU (2004) In Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Maligna mjukdelstumörer, så kallade mjukdelssarkom, utgör hos vuxna en ovanlig tumörform som uppkommer i kroppens stödjevävnader. Till dessa räknas muskler, fett, bindväv, slemsäckar samt kärl och nerver som försörjer dessa vävnader. Trots att stödjevävnaderna omfattar mer än hälften av den totala kroppsvikten, utgör mjukdelssarkomen mindre än 1 % av alla maligna tumörer, vilket står i kontrast till godartade mjukdelstumörer i form av fettknutor, muskel-, bindvävs-, eller senknutor som kan återfinnas hos många människor. Till skillnad mot många andra maligna tumörformer vilka oftast följer ett bestämt spridningsmönster; från primärtumör via lymfkärl till angränsande lymfkörtelstationer, och via... (More)
Popular Abstract in Swedish

Maligna mjukdelstumörer, så kallade mjukdelssarkom, utgör hos vuxna en ovanlig tumörform som uppkommer i kroppens stödjevävnader. Till dessa räknas muskler, fett, bindväv, slemsäckar samt kärl och nerver som försörjer dessa vävnader. Trots att stödjevävnaderna omfattar mer än hälften av den totala kroppsvikten, utgör mjukdelssarkomen mindre än 1 % av alla maligna tumörer, vilket står i kontrast till godartade mjukdelstumörer i form av fettknutor, muskel-, bindvävs-, eller senknutor som kan återfinnas hos många människor. Till skillnad mot många andra maligna tumörformer vilka oftast följer ett bestämt spridningsmönster; från primärtumör via lymfkärl till angränsande lymfkörtelstationer, och via blodbanan till fjärran lokaler, så sprids mjukdelssarkom som regel primärt via blodbanan, företrädesvis till lungorna. Vid diagnos har endast cirka 1/10 av patienterna metastaser (dottertumörer), men efterhand utvecklar cirka 1/3 metastaser. Risken för att utveckla en spridd sjukdom uppskattas genom bedömning av primärtumören, och så kallade prognostiska faktorer har visats vara av värde för denna riskbedömning. Den starkaste betydelsen har tumörcellernas utmognadsgrad och likhet med det normala vävnadsursprunget (malignitetsgrad), tumörstorlek, tumördjup, förekomsten av områden med vävnadsundergång (nekros), kärlinväxt, och andelen tumörceller i delning. Ett flertal andra faktorer, inklusive molekylära markörer för exempelvis ökad celldelning (Ki-67, cyclin A), ett förändrat uttryck av tumörproteiner (p53, Bcl-2), benägenhet för infiltrerande växt (ß-catenin, CD44) och uttryck av resistensprotein (Pgp) har också föreslagits, men har inte visats vara av lika stor av betydelse. Ingen av alla dessa faktorer är dock tillräcklig, och för att bättre kunna urskilja de patienter med den högsta risken för metastasering kombineras oftast ett flertal faktorer till så kallade prognostiska system. Den kirurgiska behandlingen är hörnstenen i behandlingen av mjukdelssarkom, men kombineras ofta med strålbehandling. Värdet av behandling med cytostatika är däremot hos vuxna patienter med mjukdelssarkom inte otvetydigt visad. De prognostiska systemen utnyttjas för att patienterna med den högsta risken för metastasering skall kunna erbjudas cytostatikabehandling, ofta inom ramen för kliniska studier. Det finns dock ingen internationell enighet om hur dessa prognostiska system skall konstrueras, och fler än tio olika prognostiska system är i bruk, vilket speglar bristen på tillräckligt diskriminerande faktorer. Tumörernas perifera växsätt i relation till den omgivande vävnaden används inte i något av de aktuella prognostiska systemen.



Målsättningen med arbetet bakom denna avhandling var att förbättra prognostiken vid mjukdelssarkom hos vuxna genom att;



• Utvärdera användningen av en ny metod, så kallad vävnadsmikroarray (TMA), för att studera det immunohistokemiska tumörcellsuttrycket av olika markörer i mjukdelssarkom. TMA innebär att 0.6 mm i diameter stora borrkärnor tas från utvalda platser i paraffininbäddat tumörvävnad och arrangeras i ett nytt block i vilka flera hundra tumörer kan samlas.



• Studera värdet av olika prognostiska faktorer, inklusive immunohistokemiskt uttryck av molekylära markörer, i en stor Skandinavisk serie mjukdelssarkom.



• Utforska betydelsen av att använda hela tumörsnittsblock, så kallade storsnitt, för att studera olika prognostiska faktorer, samt att i dessa storsnitt undersöka betydelsen av tumörens växtsätt i periferin.



• Undersöka hur betydelsen av prognostiska faktorer varierar från tidpunkten vid diagnos och under uppföljningstiden.



I studie I undersöktes det immunohistokemiska uttrycket av en celldelningsmarkören Ki-67 i 47 tumörklossar från 11 mjukdelssarkom. Syftet var att jämföra värdet med TMA med de värden som erhölls med två andra, etablerade metoder, på snitt från tumörklossar. Vi fann att TMA var användbart, och i genomsnitt gav ett 8 % högre värde för Ki-67 än de andra metoderna i den aktuella tumörserien. Vi fann också att då TMA används så bör urvalet grundas på fler än en tumörkloss, och att minst två borrkärnor bör tas från varje tumörblock.



I studie II användes TMA metoden för att undersöka det prognostiska värdet av det immunohistokemiska uttrycket av ett flertal olika molekylära markörer; Ki-67, cyclin A, p53, bcl-2, och CD44. Värdet av dessa jämfördes med andra tumörrelaterade prognostiska faktorer i en serie mjukdelssarkom från Sverige och Norge. Studien omfattade 211 primärtumörer, 50 lokalrecidiv och 20 metastaser, totalt 273 tumörer från 218 patienter. Vi fann att uttrycket av markören Ki-67 i primärtumören var av stark prognostisk betydelse för metastasering, men kunde inte påvisa någon betydelse för de övriga markörerna. Lokalrecidiven skiljde sig inte immunohistokemiskt från primärtumörerna, medan metastaserna uppvisade skillnader som gav stöd till teorin att endast en andel av primärtumörens celler metastaserar.



I studie III utvärderades 140 primära mjukdelssarkom som behandlats vid Universitetssjukhuset i Lund, där hela tumörsnitt inklusive omgivande vävnad, storsnitt, hade utförts. Storsnitten medgav bedömning av tumörernas perifera växtsätt, det vill säga huruvida tumören infiltrerande eller dislocerande omgivande vävnad. Med TMA teknik studerades det immunohistokemiska uttrycket av ett antal molekylära markörer; Ki-67, cyclin A, bcl-2, p53, ß-catenin, CD44 och Pgp, i borrkärnor tagna från tumörens perifera växtzon. Vi fann att förekomst av kärlinväxt i storsnitten kunde påvisas i högre grad än vad som tidigare rapporterats då mindre tumörbitar använts, och att kärlinväxt, nekros och det perifera växtsättet var mycket starka prognostiska faktorer för metastasering. Det perifera växtsättet var också en stark prognostisk faktor för lokalrecidiv. Vi fann även att då borrkärnor för TMA togs från den perifera växtzonen, så utföll inte bara Ki-67, utan även ß-catenin, CD44 och Pgp som starka prognostiska faktorer för metastasering.



I arbete IV studerades tidsberoendet av de prognostiska faktorerna tumörstorlek, tumördjup, malignitetsgrad, nekros, kärlinväxt och andel tumörceller i delning i 338 mjukdelssarkom från Sverige och Norge. Vi fann att mer än två tredjedelar av såväl lokalrecidiv som metastaser inträffade under de första två åren efter diagnosen. Betydelsen av dessa etablerade prognostiska faktorer föll under de två första åren, och trots att en tredjedel av metastaserna inträffade senare var förekomsten av dessa faktorer utan prognostiskt värde efter två år.



Sammanfattningsvis har resultaten i denna avhandling visat,



• Att vävnadsmikroarray (TMA) är en användbar metod för att studera det immunohistokemiska uttrycket av olika molekylära tumörmarkörer i mjukdelssarkom och att Ki-67 är en oberoende prognostisk faktor för metastasering.



• Att utvärdering av det immunohistokemiska uttrycket av tumörmarkörer sannolikt bör ske i den perifera växtzonen. Med provtagning från denna bör invasivitetsmarkörerna ß-catenin, CD44 bli föremål för ytterligare studier avseende deras prognostiska betydelse.



• Att storsnitt på mjukdelssarkom kan förbättra diagnostiken av prognostiska faktorer som kärlinväxt och tumörnekros och medger bedömning av det perifera växtsättet. Samtliga dessa faktorer är starka prognostiska faktorer för metastasering, och växtsätt även för lokalrecidiv.



• Att värdering av patienters risk för metastasering vid mjukdelssarkom bör beakta ett tidsberoende; initiala prognostiska faktorer har ett tidsbegränsat värde. Ett lokalrecidiv är en viktig prognostisk faktor för metastasering och kan ses som en dynamisk prognostisk faktor, som eventuellt bör innebära att behandling med cytostatika inom ramen för kliniska studier skall övervägas. (Less)
Abstract
In adult soft tissue sarcoma (STS) of the extremities and trunk wall, improved prognostic factors are needed to identify patients at high-risk for metastasis. Various factors are included in the many prognostic systems currently in use and the prognostic value of immunohistochemical (IHC) expression of biological markers is unclear. The tissue-preserving, high throughput tissue microarray (TMA) technique for analysis of immunohistochemical expression of biological markers was validated for Ki-67, and was found to yield results comparable to conventional staining methods. TMA was used to study the IHC expression of multiple markers (Ki-67, p53, cyclin A, bcl-2, ß-catenin, CD44, and Pgp) in 218 malignant fi brous histiocytomas (MFH) and in... (More)
In adult soft tissue sarcoma (STS) of the extremities and trunk wall, improved prognostic factors are needed to identify patients at high-risk for metastasis. Various factors are included in the many prognostic systems currently in use and the prognostic value of immunohistochemical (IHC) expression of biological markers is unclear. The tissue-preserving, high throughput tissue microarray (TMA) technique for analysis of immunohistochemical expression of biological markers was validated for Ki-67, and was found to yield results comparable to conventional staining methods. TMA was used to study the IHC expression of multiple markers (Ki-67, p53, cyclin A, bcl-2, ß-catenin, CD44, and Pgp) in 218 malignant fi brous histiocytomas (MFH) and in 140 mixed STS. In the MFH series, tumor size and Ki-67, as the only IHC marker, provided independent prognostic information. In the mixed STS series whole-tumor sections were used and TMA was performed in the peripheral tumor growth zone. Whole-tumor sections facilitated assessment of the strong independent prognostic factors for metastasis vascular invasion, hazard ratio (HR) 3.5, tumor necrosis (HR 2.8), and tumor growth pattern (HR 3.2), and the latter also correlated with local recurrence (LR). In comparison, histological malignancy grade, tumor size, and depth were not of independent prognostic value. When TMA was performed from the peripheral tumor growth zone, the IHC expression of Ki-67 (HR 1.9), ß-catenin (HR 2.7), CD44 (HR 2.1) and Pgp (HR 2.4) were independent prognostic factors. Finally, prognostic factors were found to be time-dependent, and most factors lost their prognostic value after 2 years, whereas LR was a strong prognostic factor for metastasis whenever it occurred. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Associate Professor Saeter, Gunnar, The Norwegian Radium Hospital, Oslo, Norway
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
growth pattern, time-dependence, P-glycoprotein (Pgp), CD44, β-catenin, cyclin A, bcl-2, p53, Ki-67, immunohistochemistry (IHC), whole-tumor sections, tissue microarray (TMA), Soft tissue sarcoma, prognostic factors, Cytology, oncology, cancerology, Cytologi, onkologi, cancer
in
Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum
pages
52 pages
publisher
Oncology, Lund
defense location
Fernströmssalen, Lund University
defense date
2004-12-03 10:15
ISSN
0300-8827
language
English
LU publication?
yes
id
19dca6b7-0a4d-44cb-a5b0-946672d597c1 (old id 21705)
date added to LUP
2007-05-25 15:38:33
date last changed
2016-09-19 08:44:57
@phdthesis{19dca6b7-0a4d-44cb-a5b0-946672d597c1,
  abstract     = {In adult soft tissue sarcoma (STS) of the extremities and trunk wall, improved prognostic factors are needed to identify patients at high-risk for metastasis. Various factors are included in the many prognostic systems currently in use and the prognostic value of immunohistochemical (IHC) expression of biological markers is unclear. The tissue-preserving, high throughput tissue microarray (TMA) technique for analysis of immunohistochemical expression of biological markers was validated for Ki-67, and was found to yield results comparable to conventional staining methods. TMA was used to study the IHC expression of multiple markers (Ki-67, p53, cyclin A, bcl-2, ß-catenin, CD44, and Pgp) in 218 malignant fi brous histiocytomas (MFH) and in 140 mixed STS. In the MFH series, tumor size and Ki-67, as the only IHC marker, provided independent prognostic information. In the mixed STS series whole-tumor sections were used and TMA was performed in the peripheral tumor growth zone. Whole-tumor sections facilitated assessment of the strong independent prognostic factors for metastasis vascular invasion, hazard ratio (HR) 3.5, tumor necrosis (HR 2.8), and tumor growth pattern (HR 3.2), and the latter also correlated with local recurrence (LR). In comparison, histological malignancy grade, tumor size, and depth were not of independent prognostic value. When TMA was performed from the peripheral tumor growth zone, the IHC expression of Ki-67 (HR 1.9), ß-catenin (HR 2.7), CD44 (HR 2.1) and Pgp (HR 2.4) were independent prognostic factors. Finally, prognostic factors were found to be time-dependent, and most factors lost their prognostic value after 2 years, whereas LR was a strong prognostic factor for metastasis whenever it occurred.},
  author       = {Engellau, Jacob},
  issn         = {0300-8827},
  keyword      = {growth pattern,time-dependence,P-glycoprotein (Pgp),CD44,β-catenin,cyclin A,bcl-2,p53,Ki-67,immunohistochemistry (IHC),whole-tumor sections,tissue microarray (TMA),Soft tissue sarcoma,prognostic factors,Cytology,oncology,cancerology,Cytologi,onkologi,cancer},
  language     = {eng},
  pages        = {52},
  publisher    = {Oncology, Lund},
  school       = {Lund University},
  series       = {Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum },
  title        = {Prognostic factors in soft tissue sarcoma. Tissue microarray for immunostaining, the importance of whole-tumor sections and time-dependence.},
  year         = {2004},
}