Predictive immunohistochemical features for tumour response to chemoradiotherapy in rectal cancer.

ABSTRACT

BACKGROUND: Reduced expression of cluster of differentiation (CD) 133 and cyclo-oxygenase (COX) 2, and increased density of CD8+ tumour-infiltrating lymphocytes, are associated with a favourable tumour response to preoperative chemoradiotherapy (CRT). This study aimed to evaluate these markers in relation to tumour response after preoperative CRT in two rectal cancer cohorts. METHODS: Patients with low rectal cancer who underwent radical resection and preoperative short-term CRT in 2001-2007 (retrospective cohort) and long-term CRT in 2011-2017 (prospective cohort) were analysed. Pretreatment biopsies were stained immunohistochemically using antibodies to determine CD133 and COX-2 expression, and increased CD8+ density. Outcome measures were tumour regression grade (TRG), tumour downstaging and survival. RESULTS: For 95 patients in the retrospective cohort, the incidence of TRG 3-4 was 67 per cent when two or three immunohistochemistry (IHC) features were present, but only 20 per cent when there were fewer features (P < 0·001). The incidence of tumour downstaging was higher in patients with at least two IHC features (43 versus 22 per cent with fewer features; P = 0·029). The 49 patients in the prospective cohort had similar rates to those in the retrospective cohort (TRG 3-4 76 per cent for two or more IHC features versus 25 per cent with fewer features, P < 0·001; tumour downstaging 57 versus 25 per cent respectively, P = 0·022). Local recurrence-free survival rates in patients with more or fewer IHC features were similar in the retrospective and prospective cohort (P = 0·058 and P = 0·387 respectively). CONCLUSION: Assessment of CD133, COX-2 and CD8 could be useful in predicting a good response to preoperative CRT in patients with lower rectal cancer undergoing neoadjuvant therapy. Further studies are needed to validate the results in larger cohorts and investigate a survival benefit.

RESUMEN

ANTECEDENTES La expresión reducida de CD133 and COX-2, y un aumento en la densidad de los linfocitos infiltrantes del tumor CD8+ se han asociado recientemente con una respuesta favorable del tumor a la quimiorradioterapia preoperatoria (preoperative chemoradiotherapy, CRT). Este estudio evaluó estos marcadores respecto a la respuesta del tumor tras CRT preoperatoria en dos cohortes de cáncer colorrectal. MÉTODOS: Se analizaron pacientes con cáncer de recto bajo sometidos a resección radical y CRT preoperatoria de corta duración entre 2001-2007 (cohorte retrospectiva) y CRT de larga duración entre 2011-2017 (cohorte prospectiva). Se realizó tinción inmunohistoquímica (immunohistochemical, IHC) con anticuerpos para CD133, COX-2 y CD8 en las biopsias previas al tratamiento. Las características de interés incluyeron la disminución en las expresiones de CD133 y COX-2, y la densidad aumentada de CD8+. Las variables de interés fueron los grados de regresión tumoral (tumour regression grades, TRG) de acuerdo con Rödel, la reducción del estadio tumoral y las supervivencias. RESULTADOS: La cohorte retrospectiva incluyó 95 pacientes. En este subgrupo, la incidencia de TRGs 3-4 fue del 66,7% en pacientes con dos o tres características de la IHC, mientras que solo fue del 20,0% en pacientes con ninguna o con una característica (P < 0,001). Además, la incidencia de disminución del estadio tumoral fue más alta en pacientes que mostraban al menos dos características IHC (43,3%) que en los controles (21,5%; P = 0,029). En la cohorte prospectiva se incluyeron 49 pacientes y la incidencia de estos hallazgos fue similar (TRG 3-4, 76,2% en ≥ 2 características IHC versus 25,0% en los controles, P < 0,001; disminución del estadio tumoral, 57,1% en ≥ 2 características IHC versus 25,0% en los controles, P = 0,022). La supervivencia libre de recidiva local fue similar en las cohortes retrospectiva y prospectiva, cuando se compararon subgrupos de acuerdo con las características IHC (P = 0,058 y 0,387, respectivamente) CONCLUSIÓN: Este estudio sugiere que la evaluación de CD133, COX-2 y CD8 podría ser útil para la predicción de una buena respuesta a la CRT preoperatoria en pacientes con cáncer de recto bajo sometidos a tratamiento neoadyuvante. Se necesitan estudios adicionales para validar los resultados en amplias cohortes e investigar el beneficio en la supervivencia.