甲状腺癌(thyroid carcinoma,TC)是一种常见的内分泌系统肿瘤,起源于甲状腺滤泡上皮或滤泡旁上皮细胞
[1]。统计
[2]显示,当前TC发病率在世界范围内发展迅速,我国则以每年20%的速度持续增长,其所带来的生命及财产威胁不容忽视。根据细胞起源及分化程度上的差异,临床上将TC分为甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)、甲状腺滤泡状癌(follicular thyroid carcinoma,FTC)、甲状腺髓样癌(medullary thyroid carcinoma,MTC)及未分化癌(anaplastic thyroid carcinoma,ATC),又将其中的PTC和FTC归类为分化型甲状腺癌(differentiated thyroid carcinoma,DTC),DTC是常见的TC类型,是一类生物学行为较为温和的TC类型,临床上多采用手术联合术后放射性碘治疗(radioactive iodine therapy,RAIT)的一线方案治疗,预后较为良好
[3]。然而,部分DTC患者仍有包膜侵袭和淋巴转移,是造成患者预后不良和死亡的原因
[4]。
大量的研究
[5]已经证实炎症及免疫因素在肿瘤发展中的重要作用,一些重要的炎症因子、免疫因子与肿瘤细胞的增殖、转移、免疫耐受及免疫逃逸等过程密切相关。已经证实包括C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)、IL-10及IL-17等在内的多种细胞因子在PTC的发展中发挥着重要的价值
[6-8]。但少有研究系统性归纳这些细胞因子在DTC中的特征及对预后的影响,本文从此角度出发,探讨部分淋巴细胞亚群及细胞因子的表达特征及其对手术联合术后RAIT治疗的DTC患者的预后评估价值,为进一步优化DTC的管理提供基础。
1 资料与方法
1.1 研究对象
采用前瞻性研究的方法,选取2018年5月—2021年5月在江苏省苏州市第九人民医院及安徽省马鞍山市十七冶医院甲乳外科就诊的DTC患者为研究对象,其中PTC及FTC患者各43例(即PTC组和FTC组,合计86例),并选取同一时期诊断为良性甲状腺结节(benign thyroid nodule,BTN)的患者43例为对照组。PTC组及FTC组纳入标准:⑴ 年龄18~65岁;⑵ 所有患者均接受病理检查明确诊断;⑶ 所有患者均为首次在我院就诊并确诊,均在我院接受甲状腺全切除并术后行RAIT的治疗方案;⑷ 一般状况尚可,预期寿命>1年;⑸ 临床资料齐全。PTC及FTC组排除标准:⑴ 合并有颈部软组织侵犯的患者;⑵ 合并有严重肝肾等重要脏器功能不全的患者;⑶ 当前合并有感染的患者;⑷ 合并有血液系统疾病的患者;⑸ 合并有相关免疫系统疾病的患者;⑹ 合并有其他类型恶性肿瘤的患者;⑺ 近1个月内有服用免疫抑制药物(如糖皮质激素及免疫抑制剂等)的患者;⑻ 妊娠期或哺乳期妇女;⑼ 因自身疾病或其他原因无法配合本次研究的患者;⑽ 对放射碘过敏患者。BTN组除无需甲状腺全切除并术后行RAIT外,其余纳入及排除标准均同PTC组及FTC组。上述三组患者中,PTC组男性16例,女性27例,年龄范围24~58岁,平均年龄(35.28±9.72)岁,平均体质量指数(body mass index,BMI)为(23.62±2.01)kg/m
2;FTC组男性13例,女性30例,年龄范围45~65岁,平均年龄(56.23±9.32)岁,平均BMI(23.48±1.89)kg/m
2;BTN组男性19例,女性24例,年龄范围34~64岁,平均年龄(46.32±8.32)岁,平均BMI(23.28±1.88)kg/m
2,三组患者在年龄上存在一定的差异(
P<0.05),在性别、BMI上无明显差异(均
P>0.05)(
表1),符合相关疾病的流行病学倾向。所有患者均对本研究知情同意并签署相关知情同意书,本研究获得苏州市第九人民医院伦理委员会的批准(伦理批号:KYLM-2024-023-2)。
1.2 研究方法
1.2.1 血清样本收集
所有患者均根据病理结果及上述纳入及排除标准入组。PTC及FTC组进行甲状腺全切除并术后行RAIT治疗,BTN组根据相关治疗指征选择手术切除或随访观察。所有患者在入组后,手术前抽取清晨空腹肘静脉血5 mL,送至检验科,其中3 mL用于血清细胞因子的检测,另2 mL用于外周血淋巴细胞亚群的检测。同时,PTC组及FTC组患者在术后1个月再次取血,方法同上述。需要注意的是,PTC及FCT患者在TC根治术后禁服甲状腺素片,严格予以低碘饮食,在1个月后血清促甲状腺激素水平>30 mU/L后可接受RAIT,严格按照《甲状腺癌诊疗规范(2018年版)》指南
[9]进行。
1.2.2 细胞因子检测
采用双抗体夹心酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测患者血清中TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10及IL-27水平,其中酶标仪为MR-96全自动酶标仪,购自深圳迈瑞公司,ELISA试剂盒购自美国ADL公司,严格按照说明书步骤进行操作。
1.2.3 淋巴细胞亚群检测
按照如下步骤进行患者外周血淋巴细胞亚群检测:将收集到的患者清晨空腹静脉血2 mL置于抗凝管中,室温下静置5 min。进行BD trucount计数管进行标号,随后依次加入20 μL淋巴细胞亚群检测试剂,50 μL充分抗凝的全血进行混匀,并在室温下避光环境中孵育15 min,加入BD FACS溶血素450 μL,进行混匀后再次避光孵育15 min。采用小鼠抗人CD3-FITC、CD4-PE-Cy7、CD8-APC-Cy7、CD19-APC、CD16-PE、CD56-PE、CD45-PerCP-Cy5.5对T细胞、抑制性T细胞(suppressor T,Ts)、辅助性T细胞(helper T,Th)、B细胞、NK细胞进行标记。所采用的检测仪为FACSAriaIITM流式细胞检测仪(美国BD公司),上机检测结果采用BD CellQuest软件进行分析并输出结果。
1.3 观察指标
临床病理特征:包括一般资料及临床病理资料,患者的性别、年龄、肿瘤直径、淋巴结转移、TNM分期、病灶数量及B-Raf原癌基因丝氨酸/苏氨酸激酶(B-Raf proto-oncoene serine/threonine kinase,BRAF)突变情况。血清细胞因子:TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10及IL-27,其中PTC组及FTC组于术前及术后1个月(RAIT治疗前)均检测1次,BTN组仅于入组时检测1次。淋巴细胞亚群:T细胞计数、Ts细胞计数、Th细胞计数、B细胞计数、NK细胞计数,其中PTC组及FTC组于术前及术后1个月(RAIT治疗前)均检测1次,BTN组仅于入组时检测1次。随访指标:PTC组及FTC组患者在手术后并进行术后RAIT治疗的6~12个月内进行1次随访检查,参照2015年美国甲状腺协会指南
[10]进行治疗效果评估,包括:⑴ 疗效满意(excellent response,ER):抑制性甲状腺球蛋白(thyroglobulin,Tg)<0.2 μg/L或刺激性Tg<1 μg/L,抗甲状腺球蛋白抗体(anti-thyroglobulin antibodies,TgAb)阴性,影像学检查阴性;⑵ 疗效不确切(indeterminate response,IDR):抑制性Tg 0.2~<1 μg/L或刺激性Tg 1~<10 μg/L,TgAb稳定或下降,影像学检查阴性;⑶ 生化疗效不佳(biochemical incomplete,BIR):抑制性Tg>1 μg/L或刺激性Tg>10 μg/L或TgAb持续增高,影像学检查阴性;⑷ 结构性疗效不佳(structural incomplete response, SIR):影像学检查为阳性,无论Tg水平及TgAb阳性与否。
1.4 统计学处理
本研究均采用SPSS 22.0软件进行数据分析。其中符合正态分布的计量资料以均数±标准差()表示,采用配对样本t检验、单因素分析;非正态分布的计量资料以中位数(四分位间距)[M(IQR)]表示,采用Mann-Whitney U检验、单因素分析;计数资料采用例数(百分比)[n(%)]表示,采用χ2检验;采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线评估对预后的预测价值,并计算曲线下面积(area under curve,AUC)。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 三组患者治疗前细胞因子及淋巴细胞亚群水平
在明确患者的病理类型后,比较三组患者手术前淋巴细胞亚群及细胞因子上的差异,结果显示,TNF-α、IL-1β、IL-6水平在PTC组与FTC组均高于BTN组(均
P<0.05),而PTC组与FTC组间无明显差异(
P>0.05);IL-2、IL-8水平在三组间无明显差异(
P>0.05);IL-10水平在PTC组与FTC组均低于BTN组(均
P<0.05),且FTC组低于PTC组(
P<0.05);IL-27水平在PTC组与FTC组均高于BTN组(均
P<0.05),且FTC组低于PTC组(
P<0.05)。淋巴细胞亚群方面,三组患者的T细胞、B细胞、NK细胞计数均无明显差异(均
P>0.05);PTC组与FTC组的Ts细胞计数高于BTN组(均
P<0.05),且FTC组患者的Ts细胞计数高于PTC组(
P<0.05);PTC组与FTC组的Th细胞计数均低于BTN组(均
P<0.05),PTC组与FTC组的Th细胞计数无明显差异(
P>0.05)(
表2)。
2.2 DTC患者临床病理特征与细胞因子及淋巴细胞亚群的关系
上述研究显示DTC患者TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、IL-27、Ts细胞计数、Th细胞计数较BTN组患者存在明显差异,进一步分析上述指标与DTC患者临床病理特征的关系,结果显示,在DTC患者中,年龄较大的患者容易出现高IL-6表达(
P<0.05),进展期患者容易出现高Ts细胞计数(
P<0.05),有BRAF突变的患者容易出现低IL-10表达(
P<0.05)(
表3)。
2.3 DTC患者手术前后细胞因子及淋巴细胞亚群的变化
进一步对比DTC患者术后1个月,行RAIT治疗前的细胞因子及淋巴细胞亚群的变化,相比之下,在PTC组患者中,术后TNF-α、IL-6、IL-27水平及Ts细胞计数较术前明显降低(均
P<0.05),在FTC组患者中,术后TNF-α、IL-8、IL-27水平及Ts细胞计数较术前明显降低(均
P<0.05),余指标未见明显异常变化(
P>0.05)(
表4)。
2.4 DTC患者术后细胞因子及淋巴细胞亚群对治疗效果的预测价值
在已知术后细胞因子及淋巴细胞亚群的情况下,根据患者在行手术联合术后RAIT后6~12个月内的复查结果,疗效分为ER与疗效不满意(IDR、BIR、SIR),评估术前、术后细胞因子及淋巴细胞亚群对治疗效果的影响,结果显示,对于PTC患者,术后TNF-α、IL-6、IL-27及Ts细胞计数水平对治疗效果具有一定的预测价值,AUC分别为0.754(95%
CI=0.644~0.843)、0.784(95%
CI=0.742~0.903)、0.781(95%
CI=0.674~0.866)、0.754(95%
CI=0.654~0.944),均有统计学意义(均
P<0.05);对于FTC患者,IL-8、IL-27及Ts细胞计数水平对治疗效果具有一定的预测价值,AUC分别为0.707(95%
CI=0.595~0.804)、0.788(95%
CI=0.683~0.872)、0.715(95%
CI=0.603~0.810),均有统计学意义(均
P<0.05)。对于总体DTC患者,TNF-α、IL-27、Ts细胞计数水平对治疗效果有一定的预测价值,AUC分别为0.742(95%
CI=0.632~0.833)、0.783(95%
CI=0.677~0.867)、0.854(95%
CI=0.741~0.910),均有统计学意义(均
P<0.05)(
图1)。
3 讨 论
DTC相对于其他类型恶性肿瘤而言,包括迁移、侵袭及转移等恶性行为较为“懒惰”,因此DTC的整体预后较其他类型恶性肿瘤好。尽管如此,仍有部分侵袭性较高或分化程度较低的DTC患者,表现为进展迅速,是TC死亡的主要原因
[11]。越来越多的研究显示炎症及肿瘤微环境在肿瘤的发生发展中起着重要的作用。长期的炎症刺激可以诱导肿瘤细胞增殖,促进活性氧的生成,进而导致DNA的损伤及基因突变,导致癌变的发生
[12-13]。与其他实体或非实体肿瘤类似,DTC的肿瘤微环境同样由基质细胞、免疫细胞及其分泌的细胞因子所组成,这些组分对于肿瘤的生物学习性有重要的影响,因此在肿瘤的临床管理中有着重要的价值
[14-15]。
对于甲状腺良恶性结节的诊断,临床上多依靠影像学检查及超声引导下甲状腺细针抽吸细胞学检查(fine needle aspiration cytology,FNAC),两者多存在一定的局限性,如前者在诊断小结节上的局限性,后者是一种有创性检查,且也存在出现假阴性的可能。因此学者们不断提出从血液学的角度探索可靠性强的生物学因子,实现对DTC诊断的快速性评估。Lu等
[16]对比了不同类型TC患者的IL-17及IL-35水平,发现在IL-17上,ATC>DTC>BTN,而在IL-35上,ATC<DTC<BTN,IL-17及IL-35在鉴别不同类型甲状腺结节上有一定的参考价值。Lu等
[17]提示PTC患者的血清TNF-α表达显著增加,可以作为TC的早期预警因子。后续的多项研究
[18-19]也得到了相似的结果,TNF-α在TC患者中的表达明显高于良性病变,是预测TC患者生存期中的一项重要指标。同时,Zhou等
[20]对比50例PTC及10例良性病变的血液及组织标本后,得到PTC患者的肿瘤组织中IL-1β、IL-6、TNF-α、TGF-β等因子显著升高,提示PTC的炎症反应程度明显高于良性腺瘤。不仅是在对甲状腺良恶性病变的鉴别上。预后不良的TC患者存在明显的IL-17蛋白表达,提示IL-17可能是预后不良的一个因素
[21]。也有研究
[22]指出IL-12a与TC患者的肿瘤大小、危险分层及淋巴结转分期呈明显正相关,是预示疾病预后不良的一个指标。在DTC相关治疗的指导上,研究
[23]显示,PTC原发肿瘤中IL-6 mRNA及其蛋白表达显著高于癌旁组织并可通过JAK/STAT3信号转导通路刺激TC干细胞的增殖及集落形成,随着anti-IL-6水平的增加,TC干细胞的增殖呈剂量依赖性下降,提示了IL-6可称为潜在的治疗靶点。T细胞是免疫应答的重要细胞,包括Th细胞和Ts细胞,前者可产生多种细胞因子,在传递抗原信息,辅助体液免疫中发挥重要的作用,其中Th1可以通过分泌IL-2、TNF-α等因子,促进NK细胞及巨噬细胞的活化,介导免疫应答的调控作用。Th2细胞可分泌IL-4、IL-10等因子,促进B细胞的活化并产生抗体,引导体液免疫的发生。Ts细胞则抑制Th细胞活性,间接影响到B细胞活性,发挥抑制细胞及体液免疫的作用
[24-26]。不同淋巴细胞亚群计数与机体免疫功能的调节有着密切的联系,其分泌的各种细胞因子与疾病的发生发展有着重要的调控作用。
本研究以此为出发点,分析了包括TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10及IL-27在内的细胞因子,以及T细胞计数、Th细胞计数、Ts细胞计数、NK细胞及B细胞等淋巴亚群计数指标在TC患者中的表达特点及与预后的关系。首先从甲状腺良性病变、PTC及FTC的分组上分析各组患者在表达上的差异,结果显示DTC患者的TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-27明显高于BTN的患者(
P<0.05),IL-10明显低于BTN的患者(
P<0.05),Ts细胞计数高于BTN患者,可见DTC患者的体内的炎症程度高于BTN患者,Ts细胞数量明显增多提示机体处于免疫抑制的状态,导致了Th所分泌的IL-10水平低于BTN患者。Zhao等
[27]研究显示在TC患者中血清及组织中的TNF-α、IL-6的升高与TC的发生发展有着密切的关系。另有研究
[28]显示IL-1β可以用于区分萎缩性的甲状腺炎及TC,表现在后者中表达更高。Zhang等
[29]对比了包括IL-1、IL-27、CRP等在内的多种血液学指标在BTN及DCT患者中的表达,结果显示IL-27对诊断DTC具有一定的参考价值,Nie等
[30]研究也显示了IL-27的rs153109及rs17855750单核苷酸多态性与PTC的肿瘤发生密切相关。金丽娜等
[31]研究显示IL-8水平明显高于甲状腺良性结节患者,由于相关研究性文献较少,目前对于IL-8在DTC中的表达仍存在争议。Jiang等
[32]研究显示TC与甲状腺良性结节在Th17细胞计数上无明显差异。Qian等
[33]研究显示TC的发生与缺陷Th细胞有着密切的联系。目前认为与其他恶性肿瘤较为相似的是,TC患者机体内数量增多的抑制性T细胞,造成肿瘤免疫微环境内免疫功能的抑制,是造成各种Th细胞功能缺陷的主要原因,也是与肿瘤免疫逃逸、免疫耐受等环节有重要的联系
[34]。因此,本研究也发现了这些细胞因子及淋巴细胞亚群指标与DTC的临床病理特征之间的联系,年龄较大的患者容易出现高IL-6表达,进展期患者容易出现高Ts细胞计数,存在有BRAF突变的患者容易出现低IL-10表达。从流行病学的角度而言,PTC多发生与较为年轻的患者,FTC多为中年患者,后者的恶性高于PTC,侧面反应了IL-6与DTC的恶性程度之间的联系,Zhang等
[35]也揭示了IL-6在促进TC患者去分化中的作用。高Ts细胞表达及低IL-10水平强调了Ts细胞增多对Th细胞功能的抑制,反应了肿瘤患者本身免疫功能的抑制状态。DTC患者在经过手术切除后,也在一定程度上缓解了机体的炎症反应状态,术前明显升高的细胞因子及Ts细胞均出现下降趋势,提示肿瘤内部多介导的炎症状态得到了缓解。最后,本研究也从术后DTC患者各类细胞因子水平的角度评估了其预后的评估价值,达到ER患者的预后优于NER患者
[36],对于PTC患者而言,术后TNF-α、IL-6、IL-27及Ts细胞计数水平对治疗效果具有一定的预测价值,对于FTC患者而言,IL-8、IL-27及Ts细胞计数水平对治疗效果具有一定的预测价值,对于总体DTC患者而言,TNF-α、IL-27、Ts细胞计数水平对治疗效果有一定的预测价值,进一步强调了TNF-α、IL-6、IL-27及Ts细胞计数对DTC发生发展的价值及在DTC临床管理中的潜在作用。
综上所述,本研究通过对DTC患者的血清TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10及IL-27在内的细胞因子,以及T细胞计数、Th细胞计数、Ts细胞计数、NK细胞及B细胞等淋巴亚群计数指标的观察,总结出了这些细胞因子及淋巴细胞计数在DTC中的表达特点及与DTC患者临床病理特征之间的联系,并指出包括术后TNF-α、IL-6、IL-8、IL-27及Ts细胞计数在DTC治疗效果上的预测价值。同时本研究存在样本量较少,对细胞因子及淋巴细胞亚群的研究不够全面等缺陷,有待后续研究的进一步开展。