肿瘤防治研究  2016, Vol. 43 Issue (4): 272-276
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

杨振华,叶亮,方苏榕,谷伟.
YANG Zhenhua, YE Liang, FANG Surong, GU Wei.
免疫组织化学法检测肺癌患者EGFR敏感突变的临床研究
Clinical Significance of Immunohistochemistry in Detecting Epidermal Growth Factor Receptor Mutation in Lung Cancer
肿瘤防治研究, 2016, 43(4): 272-276
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2016, 43(4): 272-276
http://www.zlfzyj.com/CN/DOI

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收稿日期: 2015-11-23
修回日期: 2016-01-05
免疫组织化学法检测肺癌患者EGFR敏感突变的临床研究
杨振华, 叶亮, 方苏榕 谷伟     
210006 南京,南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)呼吸科
摘要: 目的 探讨免疫组织化学法(immunohistochemistry, IHC)检测EGFR突变的应用价值。方法 通过针对delE746-A750、L858R突变的特异性抗体检测肺癌患者EGFR突变状态,并且与DNA直接测序法进行对照。结果 136例标本中IHC评分0分的48例,其中DNA直接测序法检测突变的3例、评分1+的53例中突变的11例、2+的27例中突变的22例、 3+者中的8例均存在EGFR突变。以≤1+为阴性,≥2+为阳性,敏感度为71.43%,特异性为94.68%,阳性预测值(positive predictive value, PPV)为85.71%,阴性预测值(negative predictive value, NPV)为88.12%,κ值为0.683。结论 免疫组织化学检测EGFR突变应以评分≤1+为阴性,≥2+为阳性来评估EGFR突变状态。
关键词: 免疫组织化学;     DNA直接测序;     EGFR突变;     肺癌    
Clinical Significance of Immunohistochemistry in Detecting Epidermal Growth Factor Receptor Mutation in Lung Cancer
YANG Zhenhua, YE Liang, FANG Surong GU Wei     
Department of Respiratory Medicine, Nanjing Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing 210006, China;
AbstractObjective To explore the clinical value of immunohistochemistry (IHC) in screening the epidermal growth factor receptor(EGFR) mutation in lung cancer patients. Methods The two mutation-specific antibodies targeting the delE746-A750 mutation in exon 19 and L858R mutation in exon 21 were used for IHC, and the method of direct DNA sequencing was served as control. Results In this investigation, we found 3(6.25%) cases scored 0, 11(20.75%) scored 1, 22(81.48%) scored 2, 8(100%) scored 3 assessed by IHC existed EGFR mutation in direct DNA sequencing analysis. When score≤1+ was considered to be negative and score≥2+ to be positive, the agreement between the two different detection methods was highest(κ=0.683), which the sensitivity was 71.43% and specificity was 94.68%. In the same time, the positive predictive value (PPV) was 85.71% and the negative predictive value (NPV) was 88.12%. Conclusion The score of EGFR mutation assessed by IHC≤1 is considered to be negative mutation whereas score≥2 to be positive mutation.
Key words: Immunohistochemistry(IHC); Direct DNA sequencing; EGFR mutation; Lung cancer                   
0 引言

肺癌的发病率逐年升高,已经成为致死率最高的恶性肿瘤之一。表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)是ErbB家族成员,是一种跨膜糖蛋白。TKI(络氨酸激酶抑制剂)对EGFR突变的非小细胞肺癌(NSCLC)患者具有较好疗效。自从吉非替尼、厄洛替尼等TKI分子靶向药物出现后,获得NSCLC尤其是腺癌的EGFR突变状态成为靶向治疗的关键。

DNA直接测序法是检测EGFR突变状态的金标准,但其敏感度相对较低,当检测组织中肿瘤细胞比例<25%时,假阴性相对较高。近来出现的ARMS、qRT-PCR等方法,由于操作过程复杂、费用高,多数医院无法常规开展相关检测。肺癌患者诊断时多数为晚期,病例标本多为支气管镜活检、经皮肺穿刺及胸水等,所提取的DNA量较少,无法满足直接测序法的要求。E746-A750(19位外显子缺失)、L858R(21位外显子点突变)两种突变方式占所有EGFR敏感突变的90%以上[1],2009年Yu等[2]通过设计针对E746-A750和L858R的兔抗人单克隆抗体开展免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)检测获得较满意结果。但在临床实践中由于IHC评价系统缺乏统一的标准,导致检测结果的敏感度及特异性差异较大。本研究对136例肺癌患者的各种类型的标本,同时进行EGFR的IHC与直接测序法检测,探讨IHC检测EGFR突变的应用价值。

1 资料与方法 1.1 研究对象

选择2012年10月至2014年5月在南京市第一医院呼吸科住院的初诊NSCLC同意进行EGFR检测的患者共计136例,平均年龄64岁;所有患者均经病理证实为原发性肺癌;其中男96例、女40例;腺癌97例,鳞癌31例,其他病理类型8例;经皮肺穿刺或气管镜下活检标本71例,手术切除标本47例,经支气管针吸活检(TBNA)胸腔积液或心包积液等体液标本18例,见表1,所有患者均签署知情同意书。

表 1 本组NSCLC患者的基本临床特征 (n) Table 1 Clinicopathological characteristics of patients with lung cancer (n)
1.2 主要试剂与仪器

QIAamp DNA Micro KIT(美国Qiagen公司)试剂盒抽提基因组DNA,抗del E746-A 750/mut L858R的兔源单克隆抗体购自美国Cell SignalingTechnology公司,ABI 3710 Genetic Analyzer基因分析仪购自美国Applied Biosystems公司。EGFR测序引物:del19上游引物:5’-GCAATATCAGCCTTAGGTGCGGCT-3’,下游引物:5’-CATAGAAAGTGAACA TTTAGGATGTG-3’;mut21上游引物:5’-CTAACGTTCGCCAGCCATAAGTCC-3’,下游引物:5’-GCTGCGAGCTCACCCAGAATGTCTGG-3’。

1.3 EGFR基因直接测序与IHC检测方法 1.3.1 组织标本浸泡至10%福尔马林中进行固定、石蜡包埋,

胸水或心包积液离心后去上清液,将沉淀细胞固定、包埋。石蜡标本切片层厚8 μm用于EGFR基因测序。对于测序中发现有缺失或者突变的病例,均用引物进行反向测序验证。将测序结果用DNA sequencing analysis5.1软件分析获取测序电泳图和序列。

1.3.2 蜡块切片、烤片后脱蜡,

梯度酒精至水化,用PBS(pH7.4)冲洗3次,每次1 min。切片采用0.01 mol/L柠檬酸盐(pH6.0)缓冲液进行高温高压修复,冷却至室温。每张切片加1滴3%过氧化氢,室温下孵育10 min, PBS冲洗3次,每次1 min,除去PBS液。每张切片加1滴EGFR抗体,稀释比1:100。玻片置于湿盒中,冰箱4℃过夜。PBS冲洗3次,每次1 min,除去PBS液,每张切片加1滴,室温孵育30 min, PBS冲洗3次,每次1 min。除去PBS液,每张切片加2滴新鲜配制的DAB溶液,显微镜下观察1~3 min。自来水冲洗,苏木精对比染色1 min,水冲洗、返蓝,切片经过梯度酒精脱水,二甲苯透明,中性树胶封固后读片。按照IHC染色强度标记为:无着色为0:淡染色为1+(膜呈淡黄色,仅高倍镜下可见):中等染色2+(介于1+和3+之间);强染色3+(膜呈棕褐色,低倍镜下可见)。

1.4 统计学方法

采用SPSS13.0统计软件进行数据分析。IHC检测结果的敏感度、特异性及阳性预测值(positive predictive value, PPV)、阴性预测值(negative predictive value, NPV)均以EGFR直接测序法为金标准进行计算,IHC方法与直接测序法的结果一致性检测应用Cohen κ检验。

2 结果 2.1 直接测序法检测EGFR突变的结果

136例标本中44例发生突变,突变率32.35%(44/136),其中包括L861Q与T790M各1例,27例发生L858R点突变,16例发生delE746-A750del突变(包括L858R+delE749-A750 del和delE749-A750 del+T790M双突变各1例),L858R与E749-A750 del两种突变占所有突变的95.46%(42/44)。97例腺癌中40例发生EGFR突变,突变率为41.23%),非腺癌39例中4例发生突变,EGFR突变率为10.26%,见图1

A: The red box showed the 2235-2249del15 (E-746-A750del) mutation; B: The arrows showed the L858R c.2573T>G mutation 图 1 DNA直接测序法检测EGFR突变 Figure 1 Direct DNA sequencing assay detected EGFR mutation status
2.2 IHC与直接测序法检测EGFR突变的结果比较

136例样本中IHC染色标记为0者共计48例,3例存在EGFR敏感突变,突变率为6.25%(3/48);IHC标记为1+者共计53例,11例存在EGFR突变(其中1例为L861Q点突变,1例为T790M点突变),突变率为20.76%;IHC标记为2+者共计27例,22例存在EGFR突变者,其中1例存在delE749-A750与T790M双突变,1例为delE749-A750与L858R双突变),突变率为81.48%;IHC标记为3+者共计8例,均存在EGFR突变,突变率100%,结果见表2图2

表 2 IHC检测与直接测序法检测EGFR突变结果比较 Table 2 Comparison of IHC-based and molecular-based EGFR mutational station

图 2 特异性抗体检测E746-A750缺失与L858R突变的染色结果评分 (×400) Figure 2 The scores of EGFR del E746-A750 and L858R mutation by IHC staining with specific antibody (×400)

IHC检测结果以≤1+为阴性,≥2+为阳性。16例经直接测序法证实delE749-A75019突变者, IHC检测结果为:4例IHC 3+,8例IHC 2+,3例IHC 1+,1例IHC 0,敏感度为75%(12/16);27例经直接测序法证实L858R突变者,IHC检测结果为:4例IHC 3+,15例IHC 2+,6例IHC 1+,2例IHC 0,敏感度为70.37%(19/27)。

活检标本71例,测序法检测突变者25例(包括1例L861Q和L858R+delE749-A750双突变),IHC≥2+者18例,敏感度72%(18/25);手术标本47例,其中突变者10例,IHC≥2+者7例,敏感度70%(7/10);细胞学标本18例,其中突变者7例,IHC≥2+者5例,敏感度71.43%(5/7)。

2.3 IHC与直接测序法检测EGFR敏感突变的一致性

IHC与测序法检测EGFR突变的一致性采用Cohen κ检验。以IHC评分0为阴性,当以≥1+为阳性,敏感度为92.86%,特异度为41.94%,而PPV为44.32%,NPV为93.75%,κ值为0.313,假阳性增加;当以≤1+为阴性,≥2+为阳性,则敏感度为71.43%,特异度为94.68%,而PPV为85.71%,NPV为88.12%,κ值为0.683,此标准与直接测序法的结果一致性较好;而当以≤2+为阴性,=3+为阳性,则敏感度为19.05%,特异度为100%,而PPV为100%,NPV为76.56%,κ值为0.245,假阴性增加,见表3

表 3 IHC不同阳性判断标准的结果比较 Table 3 Comparison of different judgment regarding positive criterion for IHC-based results
3 讨论

TKI已经成为晚期NSCLC患者EGFR敏感突变的一线治疗,快速准确地判断EGFR突变状态对于患者的治疗非常关键。IHC是较常用的应用于较小标本检测的一种可靠的检测方法,IHC方法快速、经济,在小样本包括针吸淋巴结活检、外周体液的细胞切片等均可以进行IHC检测。目前临床上广泛使用的是美国科罗拉多大学的IHC H-score标准,该标准主要根据肿瘤细胞膜或细胞质染色的深度进行评分,较为客观,受主观因素影响较小[3]

本研究检测136例肺癌标本总的EGFR突变率32.35%,腺癌的突变率为41.23%,其中delE749-A750与L858R两者占比为95.46%,与国外报道基本一致[2]。在42例存在delE749-A750与L858R突变的样本中,以IHC≤1为阴性、≥2+为阳性,IHC检测EGFR突变的敏感度、特异性分别为71.43%、94.68%。国外学者在腺癌的小标本、体液中分析IHC与测序法检测EGFR突变的一致性,均认为IHC的敏感度较低,限制了IHC的应用[4, 5, 6]。本研究将IHC分为0~3+四个等级,而不是仅分为0~2+三个等级,结果证实染色强度≥2+敏感度明显提高。

由于肺癌肿瘤异质性的存在,导致不同部位的EGFR突变存在差异,通过微切割技术对离体肺癌肿块进行EGFR检测,可以发现不同部位的肿瘤组织存在突变丰度的差异[7, 8],那么活检或细胞学等小标本与手术大标本EGFR突变检测是否也存在差异?本研究分析了活检或细胞学标本与手术标本IHC检测的差异,发现活检标本、手术标本及细胞学标本IHC检测的敏感度分别为72%、70%及71.43%,均在70%以上,Fan等[9]比较了活检小标本与手术标本IHC的敏感度均在80%以上,而Kawahara等[10]在肺癌患者转移的体液中IHC检测结果与组织一致,也有学者[11]认为小标本IHC检测的敏感度远低于大标本。

本研究比较了IHC对delE749-A750和L858R两种突变检测的敏感度,发现直接测序法证实的16例delE749-A750和27例L858R突变,以IHC≥2+为阳性,则分别是12例与19例,敏感度分别是75%与70.37%,delE749-A750的敏感度略高于L858R。Allo等[12]应用IHC检测247例肺癌标本的EGFR突变状态,delE749-A750和L858R的敏感度为分别为83%与76%,与本研究结果一致,而Kitamura等[13]检测的L858R与delE746-A750的敏感度分别是36%和40%。导致IHC检测结果存在巨大差异的原因主要为临床样本选择的差异、IHC结果判断的不统一以及肿瘤异质性的存在,同时TKI治疗对IHC结果可能存在影响[14]。关于IHC检测的假阳性,Wen等[15]学者对535例不同肿瘤类型包括乳腺癌、结肠癌、胰腺癌等患者进行IHC法检测EGFR突变状态,只有2例乳腺癌出现L858R标记为2+,测序法未发现EGFR突变存在,其余均为0~1+,证实IHC评分≥2+出现假阳性的概率较低。

根据本研究结果认为:如果IHC达到3+,则可以确认存在EGFR的敏感突变,可以不进行进一步分子学检测;对于IHC≥2+者,在组织取材允许的情况下建议二次组织取材,进行EGFR突变状态的分子生物学检测。如果标本量不够,则根据患者具体情况决定是否进行TKI治疗,但存在30%左右的假阳性可能。而IHC在0~1+之间者,在组织标本不充足的情况下建议不进行TKI治疗,患者94.68%不存在EGFR突变。

总之,本研究的结果证实了IHC检测EGFR突变状态具有临床应用价值,以IHC≤1+为阴性,评分≥2+为阳性标准具有较高的敏感度及特异性,对于临床快速筛查EGFR突变状态具有指导价值。

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