PD-L1 Expression und CD8 positive zytotoxische Lymphozyten in mesenchymalen Tumoren

Abstract

Das PD-L1/PD-1 Regelsystem spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation der T-Zell vermittelten Immunantwort und verhindert insbesondere überschießende Immunreaktionen. Die Blockade des PD-L1/PD-1 Regelsystems durch blockierende Antikörper (sogenannte Immuncheckpoint-Inhibitoren) spielt heute in der medikamentösen Tumortherapie eine zentrale Rolle. Da aber nicht alle malignen Tumoren auf eine derartige Behandlung ansprechen, werden heute viele Tumoren regelmäßig auf mögliche prädiktive Parameter für das Ansprechen auf Checkpoint-Inhibitoren untersucht. Zu den wesentlichen prädiktiven Parametern gehört in erster Linie die Expression von PD-L1 in Tumor- und/oder Entzündungszellen. Ein anderer, viel diskutierter Parameter ist die Zahl der tumorinfiltrierenden Lymphozyten, speziell der zytotoxischen (CD8 positiven) T Lymphozyten. Frühere Untersuchungen hatten, sowohl zur PD-L1 Expression wie auch zur Dichte tumorinfiltrierender Lymphozyten, bei Weichteiltumoren, wahrscheinlich in erster Linie wegen Verwendung unterschiedlicher Methoden, divergente Ergebnisse erzielt. Um eine umfassende Übersicht über die PD-L1 Expression, die Zahl CD8 positiver Lymphozyten und den Zusammenhang dieser beiden Parameter in Weichteiltumoren zu gewinnen, wurde für diese Untersuchung ein Tissue Microarray bestehend aus 823 Tumoren von 31 unterschiedlichen Tumortypen hergestellt. Der Array umfasste 398 verschiedene benigne Weichgewebstumoren, 349 verschiedene maligne Weichgewebstumoren, sowie die Kategorien maligne Mesotheliome (n=51) und sarkomatoide Karzinome (der Harnblase) (n=25), welche als Sarkom ähnliche Tumoren in die Studie inkludiert wurden. Der Tissue Microarray wurde immunhistochemisch mit Antikörper gegen PD-L1 und CD8 untersucht, wobei die PD-L1 Expression manuell evaluiert wurde und die Zahl der CD8 positiven Lymphozyten durch eine automatisierte digitale Bildanalyse. Eine PD-L1 Expression in Tumorzellen fand sich ausschließlich bei malignen Tumoren und zwar in 1 von 2 Spindelzellsarkomen, 48% von 25 sarkomatoiden Karzinomen, 18,2% der 22 nicht epitheloiden Mesotheliome, 14,3% von 7 Chondrosarkomen, 10,3% von 29 epitheloiden Mesotheliomen, 8,1% von 37 Angiosarkomen, 10% von 70 Sarkomen NOS, 2,9% von 35 Leiomyosarkomen und 2,7% von 73 Liposarkomen. PD-L1 positive Entzündungszellen fanden sich ebenfalls überwiegend in malignen Tumortypen nämlich in 13,6% von 22 sarkomatoiden 61 Karzinomen, 7,4% von 27 epitheloiden Mesotheliomen, 1,4% von 72 Liposarkomen, 1,4% von 69 Sarkomen NOS. Unter den benignen Tumoren fand sich eine PD-L1 Expression in Entzündungszellen nur in einem Tumor, einem Angiomyolipom (1,1%, 1/88). Die PD-L1 Expression zeigte weder für Tumorzellen, noch für Entzündungszellen, noch die Kombination, einen Zusammenhang zu pT, Differenzierungsgrad, pN und R-Status. Die CD8-Dichte (CD8 positive Zellen -mm2) war bei malignen Weichteiltumoren deutlich höher (235,8±23,7) als in benignen Weichteiltumoren (106,8±23, p<0,0001). Der Vergleich mit histologischen Parametern für Tumoraggressivität ergab für die Sarkome eine statistisch signifikante Abnahme der Dichte CD8 positiver Lymphozyten von pT1 (n=8, 504,9 Zellen / mm2) über pT2 (n=33, 76,7) und pT3 (n=5, 56,4) zu pT4 (n=5, 30,0, p=0,0261) aber keinen signifikanten Zusammengang zu Differenzierungsgrad, Nodalstatus oder R-Status. Der Vergleich von PD-L1 Expression und CD8-Dichte ergab in PD-L1 positiven Tumoren deutlich höhere Lymphozytenzahlen als in PD-L1 negativen Tumoren. Unabhängig davon, ob der PD-L1 Status von Tumorzellen, Entzündungszellen oder die Kombination beider Parameter berücksichtigt wurde, war die Korrelation mit der CD8 Dichte für alle Cutoffs (1%, 5%, 10%, 50%) für die Kategorien aller Tumoren aller Sarkome, Angiosarkome und Liposarkome jeweils hoch signifikant (p<0,0001). Auch numerisch waren die Unterschiede eklatant. Für alle Sarkome fanden sich bei einem Cutoff von 5% bei 732 PD-L1 negativen Tumoren im Durchschnitt 141,64 (±15,96) CD8-positive Lymphozyten, während die entsprechende Zahl bei 15 PD-L1 positiven Tumoren 1100,66 (±111,49) war. Zusammengefasst zeigen die Daten dieser Studie, dass die PD-L1 Expression bei Sarkomen generell ein seltenes Ereignis ist, aber hochsignifikant mit einer erhöhten Lymphozytendichte einhergeht. Der enge Zusammenhang zwischen PD-L1 Expression und hoher CD8-Lymphozytendichte spricht für einen direkten funktionellen Zusammenhang zwischen diesen Befunden und somit dafür, dass die PD-L1 Expression eine Folge der lymphozytären „Immun-Attacke“ darstellt. Die Entwicklung der Fähigkeit zur PD-L1 Expression in Tumorzellen ist somit ein adaptiver Mechanismus, zur Vermeidung einer Tumor-Eliminierung durch die Immunantwort.