Genetic variants and soluble isoforms of PD-1/PD-L1 as novel biomarkers for pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) susceptibility and prognosis
Abstract (English)
Background: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a highly aggressive neoplasm
often diagnosed at advanced stages. Immune checkpoint molecules, particularly programmed
cell death protein-1 (PD-1) and its ligand PD-L1, are pivotal in tumor immune
evasion. Genetic polymorphisms in PD-1/PD-L1 and their soluble isoforms (sPD-1/sPDL1)
may influence individual susceptibility to cancer and disease progression. Therefore,
this study was conducted to examine the correlation between PD-1/PD-L1 gene polymorphisms,
serum levels of sPD-1/sPD-L1, and their association with PDAC susceptibility,
severity, and prognostication. Methods: This case–control study was performed with
150 PDAC patients and 150 controls. Clinical and laboratory data, including tumor markers
(CA19-9 and CEA), were recorded. Allele-specific PCR was utilized to genotype PD-1
(rs6749527 and rs7421861) and PD-L1 (rs2297136, and rs4143815). sPD-1/sPD-L1 were
quantified with ELISA. Mapping of the Kaplan–Meier survival curve of mutant genes was
performed. Results: The rs7421861 AG and GG and rs4143815 GG genotypes, together with
their G-alleles, were linked to increased PDAC risk and greater tumor burden. In contrast,
the rs2297136 GG genotype and G-allele conferred protection against PDAC development.
Serum sPD-L1 levels, rather than sPD-1, were markedly elevated in PDAC patients, progressively
increased with tumor grade, and correlated with tumor markers. Also, higher PD-L1
gene expression was associated with lower overall survival. Conclusions: PD-1/PD-L1
genetic variants, particularly rs7421861 and rs4143815, along with sPD-L1 levels, correlate
with PDAC susceptibility and disease severity. These findings endorse the prospects of
integrating immune checkpoint genetic variants and soluble biomarkers for early identification,
risk stratification, prognostication, and personalized therapeutic strategies in
PDAC management.
الملخص (عربي)
يُعتبر سرطان البنكرياس القنوى الغدى من الأورام شديدة الخطورة، وغالبًا ما يتم تشخيصه في مراحل متقدمة. تلعب جزيئات نقاط التفتيش المناعية، خاصة بروتين الموت المبرمج-1 (PD-1) واﻠﻠﭼين الخاص به (PD-L1)، دورًا محوريًا فى قدرة الأورام على التهرّب من الجهاز المناعى. قد تؤثر التعددات اﻠﭼينية لـ PD-1/PD-L1 وأشكالهما الذائبة على قابلية الفرد للإصابة بالسرطان وتطور المرض. لذلك، تهدف هذه الدراسة إلى فحص علاقة تعددات PD-1/PD-L1 اﻠﭼينية ومستويات أشكالهما الذائبة فى الأمصال بقابلية الإصابة بسرطان البنكرياس القنوى الغدى وشدة المرض والتكهن بمساره.
شملت هذه الدراسة 150 مريضًا بسرطان البنكرياس القنوى الغدى و150 شخصًا سليمًا. تم تسجيل البيانات السريرية والمخبرية، بما في ذلك دلالات الأورام CA19-9 و CEA. استخدم تفاعل البلمرة المتسلسل الخاص بالأليل لتحديد الأنماط اﻠﭼينية لـ PD-1 (rs6749527 وrs7421861) و PD-L1 (rs2297136 وrs4143815). تم قياس مستويات أشكال PD-1/PD-L1 الذائبة باستخدام تقنية المقايسة المناعية المرتبطة بالإنزيم. كما تم رسم منحنيات البقاء للمتغيرات اﻠﭼينية.
ارتبطت الأنماط اﻠﭼينية AG و GG للمتغير rs7421861، إضافة إلى rs4143815 GG، وكذلك الأليلات G لهذه المتغيرات، بزيادة خطر الإصابة بسرطان البنكرياس القنوى الغدى وزيادة حجم الورم. وعلى النقيض، كان النمط اﻠﭼينى GG والأليل G للمتغير rs2297136 مرتبطًا بانخفاض قابلية الإصابة بالمرض. كما أظهرت مستويات أشكال PD-L1 الذائبة ارتفاعًا ملحوظًا لدى مرضى سرطان البنكرياس القنوى الغدى، كما ازدادت تدريجيًا مع ارتفاع درجة الورم وارتبطت بمستويات دلالات الأورام. إضافةً إلى ذلك، ارتبط ارتفاع التعبير اﻠﭼينى لـ PD-L1 بانخفاض معدل البقاء الكلى.
يُستنتج من هذه الدراسة أن المتغيرات اﻠﭼينية لـ PD-1/PD-L1، وخاصة rs7421861 و rs4143815، إلى جانب مستويات أشكال PD-L1 الذائبة، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بقابلية الإصابة بسرطان البنكرياس القنوى الغدى وشدة المرض. وتدعم هذه النتائج إمكانية دمج متغيرات نقاط التفتيش المناعية والأشكال الذائبة منها كأدوات للتشخيص المبكر، وتحديد خطر الإصابة، والتنبؤ بسير المرض، ووضع استراتيجيات علاجية موجهة وشخصية فى إدارة هذا المرض.
Research Team