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研究背景及目的: 宫颈癌(Cervical cancer,CC)是女性第二常见的恶性肿瘤,也是发展中国家妇女癌症死亡的第三大原因。宫颈上皮内瘤变(Cervical intraepithelial neoplasia,CIN)属于宫颈癌的癌前病变,是一系列宫颈鳞状上皮病变的统称,可以发展成为鳞状上皮浸润癌。宫颈癌的发生和发展是一个相当复杂的生物过程,与多种因素有关,其中人乳头瘤病毒(Humanpapillomavirus,HPV)感染是宫颈癌的主要危险因素。宫颈癌的侵袭需要突破基底膜,与细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)密切相关。ECM中,基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)是金属内肽酶类的一员,可以水解ECM中的多种蛋白,破坏细胞屏障及基底膜,从而促进肿瘤细胞的迁移及侵袭。大量文献报道MMPs,特别是MMP-2及MMP-9高表达于多种肿瘤组织中,并在肿瘤的形成及发展中起着重要的作用。近年来研究显示MMP-2及MMP-9在宫颈癌及癌前病变中呈现过度表达,并且对宫颈癌具有一定的诊断及预后评价价值。一些证据显示MMP-2及MMP-9的表达及活性与正常宫颈组织向CIN的发展,并最终演变为宫颈癌的过程密切相关。然而,以往关于MMP-2及MMP-9与宫颈癌的关系的研究存在片面性,大多采用组织免疫的方法检测MMPs的表达情况,操作繁琐。此外,MMP-2及MMP-9与中国人群宫颈癌的关系的临床研究,以及其作为诊断及预后的特异性及敏感性却鲜有报道。因此,本研究第一部分旨在分析正常者、CIN患者及宫颈癌患者血清中的MMP-2及MMP-9表达情况,探索血清ELISA法用于检测宫颈癌生物指标的可行性,同时探索MMP-2及MMP-9的表达水平与CIN及宫颈癌发病、进展、预后的关系,探讨其作为宫颈癌诊断、发展及预后指标及危险因子的可能性。 基因多态性在多种病理生理过程如肿瘤中起着重要作用。其中,单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)是人类基因最常见的遗传变异,被认为是新一代的遗传标记。研究证明多种基因的SNP多态性因其可调节DNA错配修复、细胞周期、代谢及免疫而与肿瘤的遗传易感性密切相关。其中基因启动子的SNP可以通过作用于各种转录因子而调节基因的转录活性。研究显示,MMP-2启动子区域SNP rs2285053、rs243865及MMP-9rs3918242多态性能影响基因的转录活性并改变蛋白表达水平,与肿瘤的遗传易感性密切相关。然而,MMP-2及MMP-9启动子SNPs多态性与宫颈癌的发病风险之间的关系却很少有研究报道。因此,本研究第二部分内容旨在探讨MMP-2rs2285053及MMP-9rs3918242多态性基因型分布,研究其与宫颈癌遗传易感性、发展及预后的关系,并分析HPV感染、MMP-2rs2285053及MMP-9rs3918242多态性的交互作用。 研究方法: 1.MMP-2及MMP-9与宫颈癌及其癌前病变的关系分析研究:选择2013年06月-2014年09月我院门诊及住院的女性患者共86例,其中宫颈癌的患者35例,CIN患者51例,选择正常宫颈上皮共29例作为对照组。收集病例的一般资料,采集静脉血,采用ELISA法分析三组血清样本MMP-2及MMP-9的表达水平。分析CIN及宫颈癌的危险因素(年龄及HPV感染)。比较三组病例血清MMP-2及MMP-9表达水平,受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC)分析二者对CIN发生、分级、病程演化,以及宫颈癌发生、临床分期、转移、复发及预后的预测的敏感性及特异性,多元回归分析二者与CIN及宫颈癌的相关性。 2.MMP-2及MMP-9基因多态性与宫颈癌易感性相关分析研究:选择2010年12月-2014年9月我院被诊断为宫颈癌的患者150例,正常对照者120例,采集病例静脉血,提取血液DNA,采用限制性片段长度多态性-聚合酶链反应(PCR-RFLP)分析样本的基因型及等位基因。统计分析比较两组病例MMP-2rs2285053及MMP-9rs3918242的SNP多态性基因型频率及等位基因频率,多元回归分析其对宫颈癌及其分期、淋巴结转移的相关关系。采用调节效应回归模型分析HPV感染、MMP-2与MMP-9SNPs多态性的相互作用与宫颈癌易感性、转移及复发的关系。 研究结果: 1.宫颈癌患者合并HPV感染率(77.1%)显著高于CIN患者(54.9%)及正常对照组(27.6%)(P<0.05);HPV感染是CIN及宫颈癌发生的危险因素(CIN:OR=3.196,P=0.021,95%CI=1.195-8.545;宫颈癌:OR=5.123,P=0.010,95%CI=1.482-17.718);宫颈癌组患者血清MMP-2及MMP-9表达水平显著高于CIN组(P=0.000)及正常组(P=0.000),二者对CIN及宫颈癌发生的诊断特异性及敏感性具有显著性统计学意义(AUC>0.648,P<0.05),MMPs的高表达是CIN及宫颈癌发生的危险因素(P<0.008,OR>3.28);亚组分析发现,CIN分级越高,其MMP-9及MMP-2血清水平越高,血清中MMP-2及MMP-9表达水平可作为CIN分级的诊断指标(P<0.05),随着MMP-2及MMP-9血清浓度的增加,患者发生HSIL的危险系数增加(OR>1.98,P<0.05);随着宫颈癌分期的增加,患者血清MMP-2及MMP-9浓度也随之增加(P<0.05),尽管二者对宫颈癌Ⅰ期及Ⅱ期的诊断效能不高(AUC<0.55,P>0.05),但可作为宫颈癌分期的诊断指标(P<0.05),随着二者浓度的增加,宫颈癌患者发生肿瘤浸润及转移的危险系数增加(OR>3.18,P<0.05)。发展成为宫颈癌的CIN患者初始血清MMP-9表达水平显著高于未发展成为宫颈癌的CIN患者,而MMP-2水平无显著差异(P>0.05);当CIN患者血清MMP-9大于172.26ng/mL时,其3年内演变成宫颈癌的可能性较大(P=0.009);MMP-9浓度大于147.1ng/mL时,CIN患者(主要为CINⅡ/Ⅲ)演变成为宫颈癌的风险明显增加(OR=2.73)。复发宫颈癌患者的血清初始MMP-2及MMP-9的水平均显著高于未复发的宫颈癌的患者(P值分别为0.002及0.024);当MMP-2大于74.16ng/mL时或MMP-9大于203.22ng/mL时,3年内宫颈癌患者复发的可能性较大((MMP-2:AUC=0.801,P=0.003;MMP-9:AUC=0.720,P=0.031);患者初始血清MMP-2及MMP-9水平越高,宫颈癌的复发的风险就越高(MMP-2:P=0.001,校正OR=4.58,95%CI=1.02-19.25;MMP-9:P=0.017,校正OR=2.83,95%CI=0.77-14.63)。此外,同时具有较高MMP-2及MMP-9水平的患者发生CIN及宫颈癌的风险、HSIL、CIN向宫颈癌演变、宫颈癌浸润转移及复发的风险均较高(OR>2)。血清初始MMP-2及MMP-9低表达的患者中位生存时间显著高于高表达的患者(P值分别为0.000及0.000)。 2.150例宫颈癌患者MMP-2rs228505的基因型频率(CC、CT及TT)分别为77.3%、22.7%及0%,等位基因频率(C及T)分别为88.7%及11.3%;MMP-9rs3918242的基因型频率(CC、CT及TT)分别为77.3%、20.0%及2.7%,等位基因频率(C及T)分别为86.0%及14.0%,二者与正常对照者比较均无显著性差异(P>0.05)。MMP-2rs2285053及MMP-9rs3918242基因多态性与宫颈癌淋巴结转移情况、分期、复发及生存期均无明显的相关关系(P>0.05,OR<1)。交互作用分析结果显示:MMP-2rs2285053及MMP-9rs3918242存在交互作用,二者交互作用与宫颈癌的易感性(OR=0.135,95%CI=0.028-0.660)、淋巴结转移(OR=0.094,95%=0.013-0.467)及肿瘤复发(OR=0.115,95%=0.019-0.738)有明显的关系;MMP-2SNP多态性与HPV感染的相互作用与宫颈癌的易感性(OR=0.147,95%CI=0.038-0.594)有明显关系,而与宫颈癌的淋巴结转移及复发无明显关系(P>0.05);MMP-9SNP多态性与HPV感染的相互作用与宫颈癌易感性(OR=2.044,95%CI=1.124-4.698)、淋巴结转移(OR=3.359,95%CI=1.171-5.643)及复发(OR=0.148,95%CI=0.363-2.495)均有明显的关系。 主要结论: 1.HPV感染是CIN及宫颈癌发生的主要危险因素;MMP-2及MMP-9与CIN及宫颈癌发生、发展及预后的易感性或风险明显相关,并可作为其血清学生物指标,且MMP-9的诊断效能较MMP-2高。 2.MMP-2rs2285053及MMP-9rs3918242基因多态性与宫颈癌的易感性、发展及预后的危险性无明显关系;但HPV感染、MMP-2及MMP-9基因多态性三者间的交互作用与宫颈癌的发生、发展及预后有关。