Ürotelyal karsinom varlığı saptanmış ve ardından bacillus calmette-guerin tedavisi uygulanan olgularda tedavi öncesi ve sonrası STAT3, PD-L1 ve PD-L2'nin ekspresyonlarındaki değişimlerin prognostik değeri
The prognostic value of changes in the expressions of STAT3, PD-L1 and PD-L2 before and after treatment in cases with presence of urothelial carcinoma and subsequent bacillus calmette-guerin treatment
Yazar: AZİZ HAKKI CİVRİZ
Danışman: DOÇ. DR. BÜŞRA YAPRAK BAYRAK
Kocaeli Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Patoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Patoloji = Pathology
Dizin: BCG aşısı = BCG vaccine ; Gen ifadesi = Gene expression ; Karsinoma = Carcinoma ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Nüks = Recurrence ; PD-L1 = PD-L1 ; STAT3 = STAT3 ; Ürogenital neoplazmlar = Urogenital neoplasms

Özet:
Ürotelyal Karsinom Varlığı Saptanmış ve Ardından Bacillus-Calmette-Guerin Tedavisi Uygulanan Olgularda Tedavi Öncesi ve Sonrası STAT3, PD-L1 ve PD-L2'nin Ekspresyonlarındaki Değişimlerin Prognostik Değeri
Amaç: Kasa invaze olmayan mesane kanserleri genellikle ileri yaşlarda ve erkeklerde daha sık görülen tümörlerdir. Transüretral rezeksiyon tanı ve tedavide bu tümörlerin ilk basamağını oluşturmaktadır. Bacillus-Calmette-Guerin (BCG) tedavisine dirençli olgularda tedavi seçeneği olarak immünoterapiyi gündeme gelmiştir. Bu tez çalışmamızda kas invaziv olmayan mesane kanserlerinin BCG tedavisine yanıtta Programmed-Cell-Death Ligand-1 (PD-L1) ve Programmed-Cell-Death-Ligand-2 (PD-L2) aracılı immün kaçış mekanizmalarının rolünü ve immün mekanizmalar ile yakın ilişkili olan sinyal dönüştürücü ve transkripsiyon aktivatörü 3 (STAT3)'ü değerlendirmek amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Kocaeli Üniversitesi Tıp Fakültesi Patoloji Anabilim Dalı'nda 2017-2022 yılları arasında 5 yıllık dönem boyunca, muskularis propria invazyonu göstermeyen (Ta, T1), intravezikal BCG tedavisi uygulanmış hastalar seçildi ve histopatoloji kayıtlarından elde edilen verilerle retrospektif analizler yapıldı. İmmunohistokimyasal olarak PD-L1, PD-L2 ve STAT3 boyanmaları transüretral rezeksiyon materyallerine uygulandı.
Bulgular: Yaşa ortalaması 66,5±7,7 olan 59 hastanın çoğunluğu erkekti (%83,9). İlk BCG tedavisi sonrası 20 olguda nüks, ikinci BCG tedavisi sonrası 13 olguda tekrar nüks saptandı. Bu 13 olgunun ikisinin akciğerlerinde uzak metastaz saptandı. 17 olguda (%28,8) eşlik eden karsinoma in situ saptandı. Hastaların demografik ve klinik verileri tümör evresine ve BCG tedavi yanıtına göre anlamlı farklılık göstermedi (p>0,05). Ta evre tümörlerde %5'in altındaki tümör infiltre eden inflamatuar hücre (TİİH) oranı çoğunlukta (%67,7) iken, T1 tümörlerde %20'inin üzerindeki TİİH oranı çoğunlukta idi (%46,4) (p=0,0014). PD-L1 tümör skorunun %25 eşik değere göre Ta evreli tümörlerin tamamında %25'in altında olduğu, T1 evreleri tümörlerin ise %82,1'inde %25'in altında olduğu ve %14,3'ünde %50'nin üzerinde olduğu belirlendi (p=0,0486). PD-L1'in immün skoru, kombine skoru, PD-L2'nin tüm skorları ve STAT3 H-skoru tümör evresi açısından anlamlı farklılık göstermedi (p>0,05). Tüm hastaların PD-L1, PD-L2 ve STAT3 skorlarının hiçbirinde BCG tedavi yanıtına göre anlamlı farklılık tespit edilmedi (p>0,05). TİİH oranı Ta evresindeki BCG refrakter olguların %69,2'sinde %5'in altında iken, T1 evresindeki olguların %28,6'sında %5'in altında idi ve TİİH oranı ≥ %20 olan üç hastanın tamamının tümör evresi T1 olduğu tespit edildi (p=0,031). PD-L1 tümör hücre skoru yüksekliği ile STAT3 H-skoru yüksekliği arasında anlamlı pozitif ilişki saptandı (p=0,021). PD-L1 immün hücre skoru yüksekliği ile PD-L2 tümör hücre skoru ve TİİH yüzde oranı artışı arasında pozitif ilişkiler tespit edildi (sırasıyla p=0,0053 ve p=0,001). Bu ilişkiler PD-L2 skorları için ve BCG tedavi başarısız olgulardaki PD-L1 skorları için saptanmadı (p>0,05). Ancak BCG refraktör olgularda PD-L2 ve STAT3 için tedavi öncesi tümör hücre skoru yüksek olanların, tedavi sonrası skorlarının da yüksek olduğu belirlendi (p=0,0361).
Sonuç: Çalışmamız BCG tedavisine yanıtta PD-L1 ve PD-L2 aracılı immün kaçış mekanizmalarının rolünü, immün mekanizmalar ile yakın ilişkili olan STAT3 ile birlikte nüks ile ilişkilerini araştıran ilk çalışmadır. Kas invaziv olmayan tümörlerde BCG tedavi başarısının PD-L1, PD-L2 ve STAT3 ekspresyon durumuyla ilişkisi olmadığını fakat ileri evrenin PD-L1 ekspresyon durumunu ve TİİH'leri arttırdığını gösterdik. İmmunoterapilerin başarısını arttırabilecek standardize edilmiş spesifik immunohistokimyasal belirteçleri skorlama sistemlerine ve bu skorlamalarda deneyimli patologlara ihtiyaç vardır.

Anahtar Sözcükler: Ürotelyal karsinom, PD-L1, PD-L2, STAT3, nüks, BCG

Abstract:
The Prognostic Value of Changes in the Expressions of STAT3, PD-L1 and PD-L2 Before and After Treatment in Cases with Presence of Urothelial Carcinoma and Subsequent Bacillus Calmette-Guerin Treatment

Objective: Non-muscle invasive bladder cancers (NMIBC) are common tumors detected in older ages and in men. Transurethral resection is the first step in the diagnosis and treatment of these tumors. Immunotherapy has come to the current issue as treatment options in the cases resistant to the Bacillus-Calmette-Guerin (BCG) therapy. In this thesis, we aimed to evaluate the role of Programmed-Cell-Death Ligand-1 (PD-L1) and Programmed-Cell-Death-Ligand-2 (PD-L2) mediated immune escape mechanisms and signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), which is closely related to the immune mechanisms, in the response to BCG treatment of NMIBC.
Materials and Methods: Patients without a muscularis propria invasion (Ta, T1), who were treated with intravesical BCG during the 5-year period between 2017 and 2022 in Kocaeli University Faculty of Medicine, Department of Pathology were selected and their retrospective analyzes were performed with data obtained from histopathology records. Immunohistochemically, PD-L1, PD-L2 and STAT3 staining were applied to transurethral resection materials.
Results: The majority of 59 patients with a mean age of 66.5±7.7 were male (83.9%). Recurrence was detected in 20 cases after the first BCG treatment, and recurrence was found in 13 cases after the second BCG treatment. Distant metastases were detected in the lungs of two of 13 cases. Accompanying carcinoma in situ was detected in 17 cases (28.8%). Demographic and clinical data of the patients did not differ significantly according to the tumor stage and BCG treatment response (p>0.05). The rate of tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) below 5% were the majority among Ta-stage tumors (67.7%), while this rate over 20% was the majority among T1-stage tumors (46.4%) (p=0.0014). The PD-L1 tumor score was below 25% in all Ta-stage tumors according to the 25% threshold, while it was below 25% in 82.1% of T1-stage tumors and above 50% in 14.3% of these tumors (p=0.0486). The immune score and combined score of PD-L1, all scores of PD-L2 and H-score of STAT3 did not differ significantly in terms of tumor stage (p>0.05). There was no significant difference in PD-L1, PD-L2 and STAT3 scores of all patients according to the BCG treatment response (p>0.05). While the rate of TILs was less than 5% in 69.2% of BCG refractory cases in the Ta stage, it was less than 5% in 28.6% of the T1 patients, and all three patients with a TILs rate ≥ 20% were found to be at T1 stage (p=0.031). A significant positive correlation was found between high PD-L1 tumor cell score and high STAT3 H-score (p=0.021). Positive correlations were found between increased PD-L1 immune cell score, increased PD-L2 tumor cell score and percentile ratio of TILs (p=0.0053 and p=0.001, respectively). These associations were not found for PD-L2 scores and PD-L1 scores among BCG refractory cases (p>0.05). However, those with high pre-treatment tumor cell scores for PD-L2 and STAT3 were also found to have high post-treatment scores among BCG refractory cases (p=0.0361).
Conclusion: Our study is the first to investigate the role of PD-L1 and PD-L2 mediated immune escape mechanisms in response to BCG therapy and their relationship with STAT3, which is closely related to immune mechanisms, and recurrence. We showed that the success of BCG treatment in NMIBC was not related to PD-L1, PD-L2 and STAT3 expression status, but the advanced tumor stage increases PD-L1 expression status and rate of TILs. There is a need for standardized scoring systems for specific immunohistochemical markers that can increase the success of immunotherapies and need for pathologists experienced in these scoring systems.
Key words: Urothelial carcinoma, PD-L1, PD-L2, STAT3, recurrence, BCG