ERα和ERβ高表达与非小细胞肺癌预后的关系

靳 科,凌丰宇,李 明

(重庆医科大学附属永川医院肿瘤科,重庆 402160;*通讯作者,E-mail:1052287291@qq.com)

非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)是当今世界最常见的恶性肿瘤之一,并且成为各种癌症致死的首要原因之一[1]。虽然以手术、化疗、放疗和生物治疗等为基础的综合治疗使NSCLC在近期疗效上取得了一定进步,但其远期预后并没有得到显著改善[2],5年生存率非常低[3,4]。大量研究证实,雌激素受体(estrogen receptors,ER)表达水平与NSCLC患者预后密切相关[5,6]。

众所周知,性类固醇激素在人类各种组织中发挥重要作用。与激素相关的肿瘤,如乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和宫颈癌与直接影响细胞增殖的内源性和外源性类固醇激素有关[7]。ER有三种亚型,经典的核受体ERα、ERβ和最近发现的膜相关雌激素受体—G蛋白偶联的雌激素受体1(G protein-coupled estrogen receptor 1,GPER)[8]。在NSCLC组织中,ERα阳性表达率在0-80%之间,ERβ阳性表达率在9%-98%之间[9]。

随着雌激素受体在NSCLC中的作用逐渐被人们认知,越来越多的研究发现肿瘤组织中ERα和ERβ高表达对NSCLC患者预后可能存在不同的影响。Tanaka等[10]研究发现肿瘤组织中ERα高表达将显著降低非小细胞肺癌患者生存时间,而Verma等[11]研究发现肿瘤组织中ERβ高表达将提高非小细胞肺癌患者生存时间。但是,ERα和ERβ高表达对NSCLC患者生存率的影响各家报道结果不一,各研究结果之间仍然存在一定的差异甚至是争议。因此,本研究采用Meta分析,以评估ERα和ERβ高表达分别与非小细胞肺癌患者预后之间的关系。

1 资料与方法

1.1 检索策略

文献检索与选择:通过计算机检索PubMed、EMBASE、Cochrane Library,检索截止日期为2018年3月1日。主要检索词为:estrogen receptor α,estrogen receptor β,ERα,ERβ,non-small cell lung cancer,NSCLC,non-small cell lung neoplasms,non-small cell lung carcinoma,non-small cell lung tumor。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准:①在非小细胞肺癌组织中用免疫组化法(immunological histological chemistry,IHC)或者荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)方法、聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)检测ERα或ERβ的表达;②有比较ERα或ERβ的表达与预后;③与预后有关的风险比(hazard ratio,HR)或可以从显示的数据中计算风险比;④必须是全文出版的。

排除标准:①综述及病例报道;②没有作对照的研究;③无法获取原文或准确提取数据的研究;④如果有两篇或以上的研究来自同一患者群,则仅纳入其中一篇质量较好的研究。

1.3 文献筛选、数据提取和质量评价

两位研究人员独立提取数据,当出现争议时,通过讨论解决。本研究提取的研究信息包括:作者姓名、出版年份、患者国籍、ER检测方法、ER类型、患者年龄、患者人数、患者性别、随访时间、检测方法、肿瘤类型、肿瘤分级等数据。根据人群的地域差异将研究对象分为亚洲、欧洲、北美洲和南美洲。根据纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale,NOS)对上述纳入研究进行质量评估。评分在0-4分时归为低质量研究,5-9分归为高质量研究。

1.4 统计学方法

我们根据ER的类型对本篇Meta分析进行了分组分析,并采用Stata 12.0合并HR和95%的可信区间。采用Q检验、I2检验来探讨本研究的异质性。如果异质性较小(P>0.05),则采用固定效应模型合并相关数据,反之则采用随机效应模型评估ER过表达对非小细胞肺癌患者生存的影响。

I2统计方法被认为是研究之间不一致程度的定量指标,当I2=0时,没有异质性。百分比越大,异质性越大。1%-25%,25%-75%,75%-100%分别为低度异质性、中度异质性和高度异质性。统计学意义显著的HR>1表示ER高表达会降低患者生存时间,对非小细胞肺癌患者预后不利。P<0.05为差异有统计学意义。

当≥10个研究时,通过Egger和Begg检验评估是否存在发表偏倚(P<0.05被认为存在显著的发表偏倚)。如果存在发表偏倚,采用剪补法验证发表偏倚是否影响合并结果的稳定性。此外,通过连续排除单个研究进行敏感性分析。

2 结果

2.1 纳入研究的基本特点和质量评价

本研究共检索到184篇文献,通过Endnote软件自动查重功能排除64篇重复文献,手动查重排除2篇文献,剩余118篇文献。通过阅读题目和摘要排除与本研究方向不符的文献33篇,通过阅读全文,最终符合纳入标准的文献共20篇,包括6篇欧洲文献,8篇亚洲文献,5篇北美洲文献,1篇南美洲文献。其中8篇文献报道了ERα[5,10,12-17]与非小细胞肺癌患者预后的关系,16篇文献报道了ERβ[1,5,10-12,17-27]与非小细胞肺癌患者预后的关系(见表1和表2)。纳入的20篇文献均报道了ER表达水平与非小细胞肺癌患者预后的关系,通过NOS文献质量评价量表评分得出20篇文献的总体评分均≥5分,纳入的文献质量均比较高(见表1)。

2.2 Meta分析结果

2.2.1 ERα与非小细胞肺癌 纳入的20篇研究均含有HR和95%可信区间,对其进行汇总分析。8篇文献报道了ERα与非小细胞肺癌患者预后的关系,其中5篇文献报道了ERα与OS的关系,合并后的HR为1.83(95% CI 1.31-2.55,P=0.000),因为异质性小(I2=0%,P=0.465),所以采用固定效应模型合并效应量(见图1A,表3)。2篇文献报道了ERα与RFS的关系,合并后的HR为1.78(95% CI 1.13-2.80,P=0.000),因为异质性小(I2=0%,P=0.930),所以也采用固定效应模型合并效应量(见图1B,表3)。分别仅有1篇文献报道了ERα与PFS,MFS,DFS,DSS的关系,HR值均大于1(见表3)。所以在非小细胞肺癌患者中,ERα高表达是非小细胞肺癌患者预后不良的一项指标,ERα高表达患者生存时间明显缩短。

表1纳入文献基本特征和NOS评分

Table1ThebasiccharacteristicsandNOSscoresoftheincludedstudies

作者发表时间国家 总人数性别(男/女) 年龄 (岁)检测方法腺癌/鳞状细胞癌/其他肿瘤分级随访时间(month)NOS Toh等[12]2010Singapore10261/41 54-69IHC102/0/0Ⅰ-Ⅳ-6 Wu等[21]2005Taiwan,China301174/127 30-83IHC194/90/17Ⅰ-Ⅲ1808 Liu等[22]2013China10258/54 55IHC 58/54/0-407 Mauro等[27]2010Argentina5840/18 47-83IHC 18/33/7Ⅰ1208 Tanaka等[10]2016Japan15063/87 69IHC150/0/0Ⅰ-Ⅳ608 Unai等[18]2014Spain9681/15 -RT-PCR 42/41/13Ⅰ-Ⅳ-6 Navaratnam等[23]2012Canada7947/32 69IHC -Ⅰ-Ⅳ327 Verma等[11]2012Japan169103/66 -IHC 36/129/4Ⅰ-Ⅳ1407 Karlsson等[19]2011Sweden68- -IHC 0/68/0Ⅰ-Ⅳ607 Stabile等[24]2011USA18391/92 -IHC 62/103/18Ⅰ-Ⅳ467 Skov等[20]2008Denmark10471/33 -IHC 56/40/8Ⅰ-Ⅲ1807 Schwartz等[25]2005USA278 64/214 52.7±11.4IHC 13/231/35-506 Rades等[13]2011Germany5846/12 65IHC 25/30/3-367 Zhang等[14]2014China12677/49 60IHC 70/56/0Ⅰ-Ⅳ488 Kawai等[15]2005Japan13276/56 38-51IHC 28/102/2Ⅰ-Ⅳ608 Berardi等[16]2016Italy6236/26 34-85IHC 62/0/0Ⅰ-Ⅳ55.388 Raso等[17]2009USA317- -IHC201/116/0Ⅰ-Ⅳ50.46 Skjefstad等[5]2016Norway335253/82 28-85IHC113/191/31Ⅰ-ⅢA608 Deng等[1]2016China8347/36 64IHC 62/21/0ⅢB-Ⅳ12.27 Siegfried等[26]2015USA6330/33 68.2±9.2IHC -Ⅰ-Ⅳ12.77

IHC:免疫组织化学法;RT-PCR:逆转录PCR;NOS:纽卡斯尔-渥太华量表;“-”表示无此项内容

2.2.2 ERβ与非小细胞肺癌 在符合纳入标准的20篇文献中,16篇文献报道了ERβ与非小细胞肺癌患者预后的关系。其中12篇文献报道了ERβ与OS的关系,合并后的HR为0.77(95%CI 0.61-0.98,P=0.031),因为存在中度异质性(I2=64.2%,P=0.001),所以采用随机效应模型合并效应量(见图2A,表3)。有2篇文献报道了ERβ与RFS的关系,HR为1.43(95%CI 1.01-2.02,P=0.043),由于异质性小(I2=0%,P=0.648),所以采用固定效应模型合并效应量(见图2B,表3)。有2篇文献报道了ERβ与PFS的关系,合并后的HR为1.51(95%CI 0.76-3.01,P=0.241),由于存在中度异质性(I2=60.0%,P=0.114),所以也采用随机效应模型合并效应量(见图2C,表3)。分别仅有1篇文献报道了ERβ与DFS和DSS的关系,HR值均大于1(见表3)。综上所述,在ERβ高表达的非小细胞肺癌中,总体生存时间(OS)明显增加,表明ERβ高表达是非小细胞肺癌患者预后良好的一项指标。而合并PFS,RFS,DFS和DSS的HR值均大于1,表明ERβ为非小细胞肺癌预后不良的指标,这一结论跟ERβ与OS的关系得出的结论正好相反,但是可以理解,因为关于ERβ与PFS,RFS,DFS和DSS之间关系的研究均只纳入了1-2篇研究,得到的结果并不具有典型的代表性。

为了探索异质性来源,我们根据地区差异进行了亚组分析,亚组分析结果提示亚洲(I2=40.1%,P=0.154)和欧洲(I2=0.0%,P=0.718)异质性明显减小,而北美洲(I2=74.7%,P=0.019)异质性未见明显变化。同时,亚组分析后,仅有欧洲的研究合并后仍有统计学意义(HR=0.62,95%CI:0.45-0.85,P=0.003,见图3)。说明关于ERβ与非小细胞肺癌预后的研究中,异质性来源与地区差异有关。

表2纳入文献的HR值和95%可信区间

Table2TheHRvalueandconcomitantvariablesofincludedstudies

作者发表时间受体类别生存分析 风险比(95%CI)PToh等[12]2010ERβOS 1.42(0.703-2.874)0.3ERαOS 1.64(0.871-3.08)0.1Wu等[21]2005ERβOS0.672(0.48-0.95)0.069Liu等[22]2013ERβOS 0.15(0.01-3.43)0.014Mauro等[27]2010ERβOS 0.57(0.13-0.8)<0.05Tanaka等[10]2016ERβOS 1.35(0.62-2.93)0.447ERβRFS 1.63(0.84-3.16)0.145ERαOS 3.1(0.21-45.8)0.405ERαRFS 1.97(0.19-20.13)0.568Unai等[18]2014ERβOS 0.7(0.38-1.29)0.253Navaratnam等[23]2012ERβOS 0.37(0.18-0.77)0.008Verma等[11]2012ERβOS0.721(0.3-0.98)-Karlsson等[19]2011ERβOS 0.47(0.22-1.01)-Stabile等[24]2011ERβOS 1.05(1.0-1.1)0.01Skov等[20]2008ERβOS 0.63(0.41-0.97)0.813Schwartz等[25]2005ERβOS 1.01(0.65-1.57)-Rades等[13]2011ERαOS 3.66(1.56-8.51)0.003ERαMFS 2.18(0.94-5.06)0.07Zhang等[14]2014ERαOS1.737(1.011-2.984)0.045ERαDFS1.785(1.074-2.968)0.025Kawai等[15]2005ERαOS 1.3(0.6-2.8)0.4458Berardi等[16]2016ERαPFS 1.53(0.5-4.68)0.03Raso等[17]2009ERβRFS 1.36(0.91-2.05)0.1288ERαRFS 1.77(1.11-2.81)0.0156Skjefstad等[5]2016ERβDSS 1.35(0.95-1.9)0.093ERαDSS 1.15(0.81-1.65)0.428Deng等[1]2016ERβPFS1.111(0.67-1.844)0.684Siegfried等[26]2015ERβPFS 2.26(1.1-4.65)0.026ERβDFS 2.44(0.99-5.99)0.5

OS:总体生存时间;PFS:无进展生存时间;MFS:无转移生存时间;DFS:无病生存时间;RFS:无复发生存时间;DSS:疾病特异性生存时间;ERα:雌激素受体α;ERβ:雌激素受体β;“-”表示无此项内容

2.3 敏感性分析

采用逐一剔除单个研究进行敏感性分析,不管是ERα与非小细胞肺癌预后关系的总体生存时间的5篇研究(见图4A),还是ERβ与非小细胞肺癌预后关系的总体生存时间的12篇研究(见图4B),分别排除其中任何一项研究,结果均没有明显改变,说明此项Meta分析结果稳定性好。由于纳入研究有限,其他生存分析指标与ERα或ERβ的关系没有进行敏感性分析。

图1 ERα与非小细胞肺癌患者预后关系的meta分析的森林图Figure 1 Forest plots of meta-analysis for the association between ERα and prognosis in non-small cell lung cancer

图2 ERβ与非小细胞肺癌患者预后关系的Meta分析的森林图Figure 2 Forest plots of Meta-analysis for the association between ERβ and prognosis in non-small cell lung cancer

图3 根据地区差异ERβ与非小细胞肺癌患者总体生存时间关系的亚组分析Figure 3 Subgroup analysis for the association between ERβ and overall survival in non-small cell lung cancer according to the region

表3雌激素受体α/β与非小细胞肺癌患者预后关系合并后的HR值和95%可信区间

Table3Meta-analysisofHRevaluatingtheassociationofERα/ERβwithprognosisinnon-smallcelllungcancer

分组研究量合并的HR(95%CI)P效应 模型 异质性分析I2PERα OS51.83(1.31-2.55)0.000Fixed0.0%0.465 RFS21.78(1.13-2.80)0.000Fixed0.0%0.930 PFS11.53(0.5-4.68) 0.03 --- MFS12.18(0.94-5.06)0.07 --- DFS1 1.785(1.074-2.968)0.025--- DSS11.15(0.81-1.65)0.482---ERβ OS140.77(0.61-0.98)0.031Random64.2%0.001 RFS21.43(1.01-2.02)0.043Fixed 0.0%0.648 PFS21.51(0.76-3.01)0.241Random60.0%0.114 DFS12.44(0.99-5.99)0.5 --- DSS11.35(0.95-1.9) 0.093---

HR:危害比;OS:总体生存时间;PFS:无进展生存时间;MFS:无转移生存时间;DFS:无病生存时间;RFS:无复发生存时间;DSS:疾病特异性生存时间;“-”表示无此项内容

2.4 发表偏倚

对纳入的研究分别进行发表偏倚分析。在ERα与非小细胞肺癌预后关系的总体生存时间的研究中,Begg检验结果提示P=0.806,Egger检验结果提示P=0.537,P值均大于0.05,说明不存在发表偏倚(见图5A)。在ERβ与非小细胞肺癌预后关系的总体生存时间的研究中,Begg检验结果提示P=1.000,Egger检验结果提示P=0.012,Egger检验的P值小于0.05,说明可能存在发表偏倚,进一步采用剪补法来调整这种偏倚,并计算可能导致不对称的未发表研究的数量,共添补0篇文献,说明虽然存在发表偏倚,但不影响这篇Meta分析结果的稳定性(见图5B)。由于纳入研究有限,其他生存分析指标与ERα或ERβ的关系没有进行发表偏倚分析。

3 讨论

目前肺癌仍然是全球肿瘤相关死亡的主要原因。据估计美国2015年大概有221 200例新发肺癌病例和158 040例肺癌相关死亡病例[5]。在所有肺癌相关病例中非小细胞肺癌(NSCLC)占绝大多数(80%-85%),而小细胞肺癌仅占15%-20%[28]。因此,对非小细胞肺癌的研究将有利于加深对肺癌的认识,完善肺癌的治疗方案,提高肺癌患者预后。大量研究证实雌激素受体高表达与非小细胞肺癌的发生、发展和预后密切相关。

A.ERα与非小细胞肺癌患者预后的敏感性分析 B.ERβ与非小细胞肺癌患者预后的敏感性分析图4 雌激素受体与非小细胞肺癌患者预后关系的敏感性分析Figure 4 Sensitivity analysis of the association between high expression of ER and prognosis in non-small cell lung cancer

A.ERα与非小细胞肺癌患者预后的发表偏倚分析 B.ERβ与非小细胞肺癌患者预后的发表偏倚分析图5 雌激素受体与非小细胞肺癌患者预后关系的发表偏倚分析Figure 5 Publication bias of the association between high expression of ER and prognosis in non-small cell lung cancer

雌激素是形态发生素,参与调节细胞的生长、增殖、分化、新血管生成和一些肿瘤的发生发展等[29]。雌激素主要通过雌激素受体发挥作用,雌激素受体不仅表达于乳腺[30]、子宫[31]等靶组织,在肺癌[14]、胃癌[32]等多种非靶组织中也有表达。目前已有一些研究证实非小细胞肺癌组织中ERα和/或ERβ高表达,通过抑制ERα和/或ERβ的高表达可以抑制癌细胞的生长,从而延缓肿瘤生长[5,33]。Tanaka等[10]对78例非小细胞肺癌患者的肿瘤组织进行免疫组织化学法分析后发现,ERβ明显高表达,阳性率为75.64%(58/78);同时,ERβ高表达与男性非小细胞肺癌患者不良预后有关,而与女性患者不良预后无关,但是芳香化酶与女性非小细胞肺癌患者不良预后有关。Unai等[18]研究发现96例非小细胞肺癌患者中,ERβ高表达可以提高患者生存率,延长患者生存时间。这一研究发现与Tanaka等[10]的研究结果正好相反,导致这种矛盾结果可能与纳入研究的人种、评估雌激素受体表达水平的方法不同等有关。Berardi等[16]对62例非小细胞肺癌组织进行免疫组化染色,发现ERα阳性率为8.06%(5/57),ERα高表达与NSCLC不良预后有关;同时,Zhang等[14]也发现ERα高表达将显著降低患者生存时间。因此,我们推测在非小细胞肺癌患者中,ERα和ERβ高表达对患者预后的作用可能是相反的。同时,这些研究仍存在一些缺点和争议,比如研究样本量偏小,这可能会影响雌激素受体高表达与非小细胞肺癌患者预后之间关系的研究,因此,本研究采用Meta分析来汇总所有有关ERα或ERβ高表达与非小细胞肺癌患者预后的研究,综合分析ERα和ERβ高表达对非小细胞肺癌患者预后的影响。

本研究通过对ERα和ERβ分组分析探讨了雌激素受体表达水平和非小细胞肺癌患者预后的关系。我们发现在非小细胞肺癌患者中,ERα高表达与患者预后不良有关,将显著降低患者的总体生存时间,且差异有统计学意义[HR=1.83,95%CI(1.31-2.55),P=0.000](见图1);但是ERβ高表达却是患者预后的一个保护因素,ERβ高表达患者的总体生存时间显著增加,且差异有统计学意义[HR=0.77,95%CI(0.61-0.98),P=0.031]。因此,雌激素受体高表达与非小细胞肺癌患者预后的关系应该分别讨论,ERα高表达与患者预后不良有关,而ERβ高表达与患者预后良好有关。同时,ERα和ERβ高表达患者的无复发生存时间和无进展生存时间均比对照组缩短,而不受雌激素受体类别差异的影响,这个可能与纳入的相关研究偏少有关。

异质性问题在Meta分析和系统评价中是非常常见和复杂的,这篇研究中关于ERβ与非小细胞肺癌预后的Meta分析中存在中度异质性。因此,采用亚组分析探讨异质性来源发现雌激素受体高表达与非小细胞肺癌患者预后的关系存在地域差异,亚洲(I2=37.0%,P=0.160)和欧洲(I2=0.0%,P=0.718)异质性明显减小,而北美洲(I2=65.7%,P=0.033)异质性未见明显变化。因此,地域和人种差异可以解释这篇研究的部分异质性。发表偏倚是所有形式Meta分析均会关注的重要问题,这篇Meta分析虽然存在一定程度的发表偏倚,但通过剪补法分析后提示这种偏倚不影响Meta分析结果的稳定性。

总之,本篇Meta分析首次系统地评估了雌激素受体高表达与非小细胞肺癌患者预后之间的关系。正如在我们的Meta分析中所证实的,ERα高表达与非小细胞肺癌患者不良预后有关,ERα高表达将显著降低患者总体生存率,缩短患者总体生存时间。然而,ERβ高表达与患者预后良好有关,ERβ高表达将显著提高患者总体生存率,延长患者总体生存时间。这一发现将为预测非小细胞肺癌患者预后和非小细胞肺癌靶向治疗提供一个新的生物靶点。