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前言:
胃癌的发病是一个多因素,多阶段的复杂发展过程,涉及多种基因调控的异常改变。迄今为止的研究表明:幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,H.pylori)感染和胃癌的发生密切相关,已被WHO列为I类致癌因子。环氧化酶(Cyclooxygenase,COX)是花生四烯酸代谢成前列腺素过程中的限速酶,COX不仅是启动炎症反应的关键酶,还与原癌基因的突变、肿瘤促进因子、细胞因子及其受体乃至病原菌如H.pylori感染有关。血管内皮生长因子(Vascularendothelialgrowthfactors,VEGF)是刺激肿瘤血管、淋巴管生成的主要细胞因子。本实验是在现有的研究基础上,通过观察各种病变的胃粘膜组织中H.pylori感染与COX-2,VEGF的表达水平,探讨三者在癌前病变组织内的相互关系,进一步评估在胃癌癌前病变组织与胃癌组织中三者的表达有何异同,阐明H.pylori感染是通过诱生COX-2再促进VEGF的表达,还是H.pylori感染直接刺激VEGF的表达,或两者兼有,以期为临床应用COX-2抑制剂、选择性血管抑制剂,预防和治疗H.pylori相关性胃疾病提供理论依据。
材料与方法:
标本:收集2007年11月-2008年12月因上消化道症状于我院行胃镜检查取病理活检者172例(除外2个月内接受过抗H.pylori治疗及服用过NSAID者),男80例,女92例,年龄35岁-80岁,平均年龄53±12岁。其中慢性浅表性胃炎(chronicsuperficialgastritis,CSG)胃粘膜组织36例;慢性萎缩性胃炎(chronicatrophicgastritis,CAG)胃粘膜组织36例,均不伴有肠化和(或)不典型增生;中度以上的肠上皮化生胃粘膜组织(intestinalmetaplasia,IM)44例,肠化不伴有萎缩及不典型增生;中度以上不典型增生胃粘膜组织(dysplasia,DYS)56例。
主要试剂:鼠抗人COX-2单克隆抗体;兔抗人VEGF多克隆抗体;免疫组化SABC染色试剂盒和DAB显色液;伊红;Giemsa染色液主要仪器:石蜡切片机、冰箱、微波炉、奥林巴斯显微镜实验方法:以HE染色后光学显微镜下见“S”型弯曲杆状细菌和改良Giemsa染色后镜下见典型的紫兰色螺旋样菌为H.pylori阳性,两项均阳性者即诊断为H.pylori感染;免疫组织化学SABC法测胃粘膜组织中COX-2、VEGF的表达,以PBS替代-抗作阴性对照,用已知COX-2和VEGF表达阳性的乳腺癌组织切片作为阳性对照,阳性细胞为胞浆内和(或)细胞核内出现棕黄色颗粒,采用病理图文报告分析系统进行平均光密度测定,将免疫组化染色结果转化为平均光密度值(averageopticaldensity,AOD)进行定量分析;应用SPSS11.5统计软件包进行x2检验、单因素方差分析、Scheffe法、t检验及Pearson相关性检验的统计学分析,P<0.05表示有统计学差异,P<0.01表示有显著统计学差异。
结果:
(1)不同病变胃粘膜组织中H.pylori表达以DYS组最高76.8%,其次为IM组63.6%,CAG组58.3%,CSG组最低27.8%,各组之间统计学处理差异显著(P<0.01)。
(2)COX-2蛋白的平均光密度值(AOD)CSG组最低13.81±5.53,CAG组为45.28±21.44,IM组为73.67±26.02,DYS组最高为91.23±45.11,IM、DYS组间的表达程度无统计学差异(P>0.05),余各组间差异均具有统计学意义(P<0.05),IM、DYS与CSG组间差异显著(P<0.01)。VEGF蛋白的AOD值CSG、CAG、IM三组分别为1.00±1.18、1.48±1.24、1.58±0.90,三组间差异不显著,无统计学意义,但与DYS组9.54±9.15比较差异显著(P<0.01)。
(3)H.pylori感染与COX-2表达的关系:COX-2在H.pylori感染阳性CAG、IM及DYS组的表达程度明显高于H.pylori感染阴性组,尤其IM和DYS组内差异显著(P<0.01)。
(4)H.pylori感染与VEGF表达的关系:VEGF的表达程度在H.pylori感染阳性与H.pylori感染阴性组间差异无统计学意义(P>0.05)。
(5)COX-2与VEGF的相关性分析:随着胃粘膜病变程度的加重,COX-2与VEGF的表达水平成明显正相关性(r=0.640,P<0.01)。
讨论:
IM和DYS统称癌前病变,是胃癌发生的不同阶段,H.pylori感染是公认的胃癌I类致癌因子,主要作用于癌变的起始阶段。在本实验中我们发现H.pylori感染率在DYS组最高,其次为IM、CAG、CSG,各组之间比较具有显著性差异(P<0.01),证明H.pylori感染在胃癌发生的早期即起一定作用,随着病变的加重H.pylori感染率逐渐升高。近年研究表明,COX-2有促进细胞增生、抑制细胞凋亡、调节肿瘤新生血管形成的促癌作用。本实验研究结果显示COX-2蛋白的表达程度在CSG组最弱,随着病变程度的加重其表达呈递增趋势,IM、DYS两组之间的表达程度无差异(P>0.05),余各组之间差异显著(P<0.05),尤其IM、DYS与CSG组之间比较差异显著(P<0.01),提示COX-2在癌前病变的胃粘膜组织即开始较高表达,且COX-2表达的上调程度与胃粘膜病变程度有关,分析其机制可能为:长期H.pylori感染引起胃粘膜上皮损伤诱导COX-2的表达,导致包括COX-2的多个原癌基因激活,抑癌基因失活,粘膜细胞增殖与凋亡失衡。VEGF是目前了解最为深入的血管生成家族,其作用是刺激肿瘤血管、淋巴管生成,在胃癌的早期即有所分泌,参与微血管的形成,而微血管的生成直接影响胃癌的发生、发展及预后。本试验结果,在CAG、IM及DYS胃粘膜病变的不同阶段,H.pylori阳性胃粘膜病变组织的COX-2的表达程度均高于H.pylori阴性者,尤其IM及DYS组差异更加明显,说明H.pylori感染可以使COX-2表达增强,并且可能主要作用在胃癌发生的前期;H.pylori感染各阶段的胃粘膜病变组织VEGF的表达无统计学差异,即H.pylori感染对VEGF在胃粘膜病变中的表达无影响;但随着胃粘膜病变程度的加重,COX-2与VEGF的表达水平成明显正相关性,其可能的机制是COX-2通过催化合成前列腺素PGE2、诱导VEGF表达上调,而VEGF又通过KDR信号传导通路进一步诱导COX-2表达,二者通过相互作用而促进肿瘤血管生成,加速胃癌癌前病变向胃癌发展的进程。因此H.pylori感染诱导COX-2的表达上调,COX-2的高表达又促使了VEGF的表达,在胃癌癌前病变向胃癌的发展中起重要作用。由理论推知进行临床除菌治疗、应用选择性COX-2抑制剂及血管抑制剂,可以在一定程度上预防胃癌癌前病变向胃癌的转化。
结论:
(1)COX-2表达在DYS中最强;VEGF在胃粘膜病变初期呈微弱表达,仅在DYS时始表达增强。
(2)H.pylori感染的CAG、IM、DYS粘膜组织COX-2表达增强,H.pylori感染与VEGF表达无关,提示H.pylori感染可能通过上调COX-2的表达而起到致癌作用。
(3)随着胃粘膜病变程度的加重,COX-2与VEGF的表达正相关,而VEGF仅在不典性增生中呈一定水平的表达,推测在胃癌的形成过程,表达逐步增强的COX-2可能促使了VEGF的表达。