Survival analysis of patients with oral squamous cell carcinoma in association with DNA of the main types of oncogenic oral viruses


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2020.7.62-67

S.I. Kutukova (1, 2), A.B. Chukhlovin (1), A.I. Yaremenko (1), N.P. Belyak (1, 3), Yu.V. Ivaskova (1, 2), A.Ya. Razumova (1), T.S. Ermakova (2)

1) Pavlov University, St. Petersburg, Russia; 2) City Clinical Oncology Dispensary, St. Petersburg, Russia; 3) St. Petersburg State University, St. Petersburg, Russia
Background. Morbidity and mortality from oral squamous cell carcinoma occupy a significant place in the structure of morbidity in Russia. Therefore, the search for informative prognostic factors remains an urgent task for oncologists involved in the treatment of malignant tumors of the oral mucosa.
Objective. Determination of the occurrence of DNA of oncogenic viruses in the structure of oral squamous cell carcinoma and to determination of the prognostic role of the detected viruses in the survival rates of patients.
Methods. A prospective study included 116 patients with newly diagnosed oral squamous cell carcinoma. In all tumor tissue samples, HSV-I, -II, CMV, EBV, HPV-6, -11, HPV-16 and HPV-18 DNA were detected using real-time PCR. The overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) were analyzed.
Results. In 54 (46.6%) patients, viral DNA was absent in the tumor structure. In the others, EBV DNA was detected significantly more often – in 40 (34.5%), and HPV (types 6, 11, 16 and 18) – in 48 (41.4%): HPV-6,-11 – in 16 (13 , 8%), HPV-16 – in 12 (10.3%), HPV-18 – in 20 (17.2%). HSV-I, -II, and CMV DNA were detected less frequently: HSV-I,-II were detected in 2 (1.7%) patients, CMV – in 5 (4.3%). The median OS of virus-positive patients who underwent non-radical treatment was 15.0 months (95% CI, 12.0–27.0), virus-negative – 10.0 months (95% CI, 5.5–12,0; p=0.0049). The median PFS of virus-positive patients who underwent non-radical treatment was 6.0 months higher than that of virus-negative patients: 11.0 months (95% CI, 9.0–13.5) versus 5.0 months (95% CI, 3.0–6.0; p=0.0053).
Conclusion. The analysis suggests that the presence of DNA of the considered types of viruses in the cells of oral squamous cell carcinoma may be a factor in the favorable course of the disease, increasing the survival rates of patients even after nonradical treatment program.
Keywords: oral squamous cell carcinoma, Epstein-Barr virus, human papilloma virus (types 6, 11, 16, 18), herpes simplex virus (types I and II), cytomegalovirus, overall survival, progression free survival

Введение

Заболеваемость и смертность от плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта занимают значимое место в структуре заболеваемости как в мире, так и в России. Анализ структуры заболеваемости в России, ежегодно проводимый МНИОИ им. П.А. Герцена (филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава РФ), достоверно показывает, что смертность от злокачественных новообразований органов головы и шеи (в т.ч. и слизистой оболочки полости рта), по данным 2017 г., приближается к 50% от всех впервые выявленных случаев заболевания [1]. Формирование очага плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта – сложный многоступенчатый процесс, развивающийся под действием как внутренних, так и внешних факторов негативного воздействия. Как известно, к основным внешним негативным факторам его развития относятся табакокурение, злоупотребление алкоголем и неадекватная гигиена полости рта, пагубно влияющие на структуру нормальной слизистой оболочки, особенно у лиц, имеющих генетическую предрасположенность к развитию онкопатологии [2]. Помимо общеизвестных факторов, повышающих риск возникновения плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта, а также известных предопухолевых заболеваний, имеется целый каскад факторов, таких как воспаление, иммунологическое окружение и вирусные инфекции [3], которые могут служить возможным и важным звеном в патогенезе злокачественных заболеваний. А в ряде случаев при сочетанном воздействии неблагоприятных факторов как внутренней, так и внешней среды могут потенцировать развитие 15–20% злокачественных опухолей, в т.ч. и плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта [4].

Основной целью исследования было выявление ДНК вирусов простого герпеса I и II типов (ВПГ-I, -II), цитомегаловируса (ЦМВ), вируса Эпштейна–Барр (ЭБВ) и вирусов папилломы человека 6-го, 11, 16 и 18-го типов (ВПЧ-6, -11, ВПЧ-16, ВПЧ-18) в очагах плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости с последующим определением прогностической роли выявленных вирусов относительно показателей выживаемости больных.

Методы

Для достижения цели проведено проспективное исследование, объектом которого стали 116 пациентов с впервые верифицированным диагнозом «плоскоклеточный рак слизистой оболочки полости рта». Все больные впервые обратились в СПбГБУЗ «Городской клинический онкологический диспансер» с 2012 по 2013 г. для проведения диагностических и лечебных процедур. Общий период наблюдения составил 78,5 месяцев, срез информации о выживаемости пациентов произведен 17.07.2019.

Критерии включения больных в исследование:

  1. Добровольное информированное согласие для участия в исследовании.
  2. Возраст, превышающий 18 лет.
  3. Гистологическое подтверждение диагноза «плоскоклеточный рак слизистой оболочки полости рта».

Критерии невключения больных в исследование:

1. Зарегистрированные отдаленные метастазы плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта или наличие второй злокачественной опухоли.

Исследуемую группу пациентов составили 39 (33,6%) женщин и 77 (66,4%) мужчин, их средний возраст – 60,80±0,96 года (95% доверительный интервал [ДИ]: 58,90–62,70).

У 49 (42,2%) больных локализация первичного опухолевого очага была в области передней и средней третей языка, у 32 (27,6%) – слизистая оболочка дна полости рта. Слизистая оболочка альвеолярной части нижней челюсти первично была поражена у 8 (6,9%) больных, щеки – у 7 (6,0%). Реже поражалась слизистая оболочка передней небной дужки и крылочелюстной складки (3 [2,6%] больных). Слизистая оболочка альвеолярного отростка верхней челюсти, ретромолярной области и твердого неба первично была поражена у 2 (1,7%) больных, слизистая оболочка мягкого неба и нижней губы – у 1 (0,9%) соответственно.

Начальные стадии болезни (0, I и II) были зарегистрированы у 24 (20,7%) больных (1,7%, 5,2 и 13,8% соответственно). У 18 (15,5%) больных первично была диагностирована III стадия заболевания, у более чем половины больных (68 [58,6%]) первично зарегистрирована IVА-стадия. У 6 (5,2%) больных первичная опухоль была нерезектабельной (T4b) или поражение регионарных лимфатических узлов было более 6 см (N3; IVB-стадия).

Гистологическое исследование позволило выявить, что у 35 (30,2%) больных дифференцировка опухоли была высокой (G1), у 34 (29,3%) – умеренной (GII), у 13 (11,2%) – низкой (GIII). Практически в трети всех случаев (34 [29,3%]) степень дифференцировки не определялась.

В 51 (44,0%) случае при гистологическом исследовании был выявлен плоскоклеточный рак с ороговением, в 29 (25,0%) ороговение отсутствовало, в 5 (4,3%) случаях ороговение трактовалось как частичное, а в 31 (26,7%) образце факт ороговения не оценивался.

Под местной инфильтрационной анестезией у больных плоскоклеточным раком слизистой оболочки полости рта производили забор опухолевой ткани размером 0,5х0,5 см. Затем образец фиксировали в растворе этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), после чего замораживали при t -20 °С.

Детекцию ДНК вирусов осуществляли при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени (в лаборатории молекулярной диагностики ГБОУ ВО ПСПбГМУ им. И.П. Павлова). Качественную детекцию осуществляли с помощью наборов, использованных согласно инструкциям фирм-производителей. Чувствительность ПЦР-методов составила 102 генокопий в одной пробе.

Переменные, отражающие признаки, были проанализированы с использованием описательной статистики. Количественные переменные первоначально были оценены на нормальность распределения с помощью теста Шапиро–Уилка. Во всех случаях распределение было нормальным, поэтому их описание производилось с помощью среднего выборочного и ошибки среднего (M±m). Сравнение групп испытуемых по частоте встречаемости признака проводили с использованием z-критерия. Основными конечными точками исследования стали общая выживаемость (ОВ) пациентов, рассчитанная как период времени в месяцах от момента верификации плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта до момента смерти пациента от любой причины; выживаемость без прогрессирования (ВБП), рассчитанная как время от момента начала лечения плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта до момента регистрации прогрессирования заболевания (локо-регионального или отдаленного). Показатели выживаемости оценивались с помощью построения кривых по методу Каплана–Майера, сравнения кривых выживаемости с использованием log-rank-теста и построения регрессионной модели Кокса. Все показатели рассчитывались с двусторонним 95% ДИ и значением двустороннего «р». Статистическая обработка производилась с помощью пакета прикладных программы MedCalc® (ver. 19.0.7).

Результаты

В ходе анализа выявлено, что у 54 (46,6%) больных плоскоклеточным раком слизистой оболочки полости рта вирусная ДНК в структуре опухоли отсутствовала. У остальных достоверно чаще выявлялась ДНК вируса ЭБВ – 40 (34,5%) (р<0,0001). Все рассматриваемые типы ДНК вирусов папилломы человека (6, 11, 16 и 18) были выявлены в 48 (41,4%) случаев (p<0,0001), а по рассматриваемым подтипам: ВПЧ-6, 11–16 (13,8%) (p=0,005), ВПЧ-16–12 (10,3%) (p=0,001), ВПЧ-18–20 (17,2%) (р<0,0001). ДНК вирусов простого герпеса I и II типов и ЦМВ были ассоциированы с очагам плоскоклеточного рака значительно реже: ВПГ-I, -II – только у 2 (1,7%) пациентов, ЦМВ – у 5 (4,3%).

Проведенный анализ показателей выживаемости пациентов позволил определить, что медиана ОВ больных, в структуре опухоли которых удалось выявить ДНК рассматриваемых типов вирусов, составила 18,0 месяцев (95% ДИ: 13,5–32,5), медиана ОВ больных, в структуре опухоли которых ДНК вирусов не было, составила 14,5 месяцев (95% ДИ: 10,0–17,0: log-rank test; p=0,28). А вот медиана ВБП больных, в опухоли которых была выявлена вирусная ДНК, составила 12,0 месяцев (95% ДИ: 9,0–17,0) и превысила на 4,0 месяца медиану ВБП больных, у которых вирусная ДНК не была определена, где она составила 8,0 месяцев (95% ДИ: 5,0–12,0; р=0,31). Для оценки прогностической ценности ассоциации плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта с ДНК рассматриваемых типов вирусов был проведен однофакторный анализ сравнения кривых выживаемости, результаты которого представлены в табл. 1.

64-1.jpg (219 KB)

Проведенный однофакторный анализ влияния ассоциации ДНК рассматриваемых типов вирусов не выявил достоверной прогностической значимости ни одного из изучаемых вирусов. Однако необходимо отметить однозначную тенденцию к увеличению показателя ОВ в группе пациентов, опухоль которых была ассоциирована с ДНК ЭБВ, где она составила 23,0 месяца (95% ДИ: 12,0–48,0) и на 8,0 месяцев превысила показатель ОВ в группе пациентов вирус-негативных, где она составила 15,0 месяцев (95% ДИ: 11,0–19,0; log-rank test: p=0,16; ОР=0,72, 95% ДИ: 0,47–1,13). Кроме того, необходимо отметить интересную закономерность в отношении выживаемости тех пациентов, в структуре опухоли которых была выявлена ДНК ЦМВ, где показатели и ОВ, и ВБП значительно превышали показатели выживаемости в группе ЦМВ-негативных пациентов. Недостоверность полученных результатов, вероятнее всего, связана с малым количеством позитивных образцов.

Особый интерес представляет анализ выживаемости пациентов не только в зависимости от ДНК выявленного вируса, но и в сочетании с характером лечения, проведенного на инициальном этапе по поводу первичной опухоли. Распределение больных по проведенным комплексам лечебных мероприятий представлено в табл. 2.

65-2.jpg (176 KB)

К сожалению, осуществленный нами анализ показал, что радикальному лечению были подвергнуты только 37,9% пациентов, хотя только 5,2% пациентов при первичном обследовании были отнесены к IVВ-стадии заболевания. Безусловно, пациенты, получившие радикальное лечение, имели достоверно более высокие показатели как ОВ: 56,5 (95% ДИ: 17,5–75,5) месяцев против 12,0 (95% ДИ: 10,0–15,0; log-rank test: p<0,0001; ОР=0,38, 95% ДИ: 0,25–0,57), так и ВБП: 51,0 (95% ДИ: 16,0–56,0) месяц против 8,0 (95% ДИ: 6,0–11,0; log-rank test: p<0,0001; ОР=0,38, 95% ДИ: 0,19–0,49). Учтя этот факт, мы проанализировали показатели выживаемости в когортах вирус-позитивных и вирус-негативных пациентов группы нерадикального лечения (рис. 1 и 2).

65-1.jpg (69 KB)

66-1.jpg (67 KB)

Медиана ОВ вирус-позитивных пациентов, которым было проведено нерадикальное лечение, составила 15,0 месяцев (95% ДИ: 12,0–27,0) и на 5,0 месяцев превысила ОВ в группе нерадикально пролеченных вирус-негативных пациентов: 10,0 месяцев (95% ДИ: 5,5–12,0; log-rank test: p=0,0049; ОР=0,43, 95% ДИ: 0,24–0,77).

Медиана ВБП в группе вирус-позитивных пациентов, которым было проведено нерадикальное лечение, также была достоверно выше и на 6,0 месяцев превысила этот показатель у пациентов, опухоль которых вирусную ДНК не содержала: 11,0 месяцев (95% ДИ: 9,0–13,5) против 5,0 (95% ДИ: 3,0–6,0; log-rank test: p=0,0053; ОР=0,42, 95% ДИ: 0,22–0,77).

Обсуждение

Проведенный анализ достоверно показал, что практически у половины больных плоскоклеточным раком слизистой оболочки полости рта в структуре опухоли определяется ДНК вирусов различных типов. Наиболее частая ассоциация наблюдалась с ДНК ЭБВ, выявленной у 34,48% (40/116). Аналогичное исследование С.А. Кирьянова и соавт. (2019), в котором проведено изучение образцов опухолевой ткани 10 больных плоскоклеточным раком слизистой оболочки полости рта, не выявило ДНК ВПЧ ни в одном из случаев, а детекция ДНК ЭБВ была положительной в 70,0% (7/10) случаев [5].

В отношении ассоциации плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта с ВПЧ в ходе нашего исследования все изучаемые типы ВПЧ (6, 11, 16, 18) выявлялись в 41,4% (48/116) случаев: ВПЧ-6, -11 – 13,8%, ВПЧ-16 – 10,3%, ВПЧ-18 – 17,2%. Литературные данные, определяющие встречаемость ВПЧ в структуре плоскоклеточного рака, зачастую крайне разнородны. Например, N. Saghravanian et al. (Иран) в 2011 г. проанализировали 21 образец плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта и выявили, что в очагах плоскоклеточного рака было 14,3% (3/21) ВПЧ-положительных образцов, в которых удалось выявить ДНК ВПЧ [6]. В 2017 г. T. Liu et al. (Китай) в 6 изученных образцах плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта выявили ДНК ВПЧ 16-го и 18-го типов [7].

Влияние ДНК онкогенных вирусов на выживаемость пациентов, к сожалению, оценена в небольшом количестве исследований. В 2019 г. B.Y. Hernandes et al. выявили ДНК ВПЧ 16-го и 18-го типов у 38 (31,0%) из 122 больных плоскоклеточным раком слизистой оболочки полости рта. Но ни один из рассматриваемых типов вируса не оказал влияния на показатель ОВ пациентов [8]. А в исследовании V.B. Wookey et al. (США, 2019) вирус папилломы человека в структуре неорофарингеального рака органов головы и шеи оказал значимое положительное влияние на показатель ОВ (ОР=0,83, 95% ДИ: 0,74–0,93; p<0,001) [9].

Заключение

Проведенное нами исследование на значительном клиническом материале выявило достоверное положительное влияние ассоциации плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта с ДНК вирусов простого герпеса I и II типов (ВПГ-I, -II), ЦМВ, (ЭБВ и вирусов папилломы человека 6-го, 11, 16 и 18-го типов, ВПЧ-6, -11, ВПЧ-16, ВПЧ-18) на показатели ОВ и ВБП, особенно в группе пациентов, которым было проведено нерадикальное лечение первичного опухолевого процесса: вирус-позитивные пациенты, получившие лечение по нерадикальной программе, показывали лучшие показатели как ОВ: 15,0 месяцев (95% ДИ: 12,0–27,0) против 10,0 (95% ДИ: 5,5–12,0; р=0,0049), так и ВБП: 11,0 месяцев (95% ДИ: 9,0–13,5) против 5,0 (95% ДИ: 3,0–6,0; р=0,0053).

Однако с учетом столь разнородных результатов как российских, так и зарубежных исследований, посвященных данной проблеме, требуется дальнейшее изучение прогностической роли вирусного фактора в развитии и течении плоскоклеточного рака слизистой оболочки полости рта.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования – С.И. Кутукова, А.Б. Чухловин, А.И. Яременко. Сбор и обработка материала – С.И. Кутукова, Т.С. Ермакова, Ю.В. Иваськова, А.Я. Разумова. Статистическая обработка данных – С.И. Кутукова. Написание текста – С.И. Кутукова, А.Я. Разумова. Редактирование текста – А.И. Яременко, А.Б. Чухловин.

Источник финансирования

Работа выполнена в рамках Государственного задания Рег. № НИОКТР АААА-А18-118122590034-0.


About the Autors


Corresponding author: Svetlana I. Kutukova, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor at the Department of Surgical Dentistry and Maxillofacial Surgery, Pavlov University; Oncologist at the Department № 11 (chemotherapeutic), City Clinical Oncology Dispensary, St. Petersburg; e-mail: dr.s.kutukova@gmail.com
Address: 56, Prospekt Veteranov, St. Petersburg198255, Russian Federation


Бионика Медиа