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背景与目的:先天性肺囊性腺瘤样畸形(CCAM)是肺的先天性错构瘤性病变,占先天性肺部病变25%。常累及一个或部分肺叶,也有多个肺叶被累及的报道。此病变男性稍多于女性,无种族差异。大部分病人一出生就会发病,但也可见较大儿童及成人发病。早在1949年我国病理学家秦光煜和唐敏一提出先天性肺腺瘤样畸形一病,他们报道1例并回顾了10例,表现为远端支气管的腺瘤样及腺管样增生,主要发生在死产或有肺水肿的早产新生儿,患儿常伴有明显肺发育障碍和肺功能低下。目前国际国内对于其临床和影象诊断报道的比较多,而对于其发病机制的研究鲜少看到报道。因此,探索CCAM的形成原因,明确CCAM发生、发展的分子生物学机制,为进一步的预防和治疗提供依据非常重要。
甲状腺转录因子-1(TTF-1)是在甲状腺和肺上皮细胞内表达的一种转录因子,在细胞中具有DNA结合和转录活化功能,在肺的细胞分化和组织发生过程中起到重要作用,参与肺的形态发生和肺表面活性物质的形成。表面活性蛋白B(SP-B)由肺泡Ⅱ型上皮细胞和支气管Clara细胞分泌,主要生理作用是减少肺表面张力,促进磷脂在气液界面的吸附和扩张。SP-B蛋白合成与代谢的异常与许多疾病发生有关,如肺透明膜病、肺部炎症和哮喘等。错配修复基因2(hMSH-2)足目前发现人类9种错配修复基因之一,其主要作用为:DNA复制后碱基错配的修复、维持基因组的完整性和稳定性、避免遗传物质产生突变、保证DNA复制的高度保真性,其突变可导致肿瘤的发生。转化生长因子-β1(TGF-β1)是转化生长因子家族中的一个亚型,在正常妊娠胎盘、子宫蜕膜及胎儿中均有表达,参与妊娠过程中多种生物学功能的调节。在胚胎发生、器官发育、组织修复以及机体免疫等过程中起着重要的调节作用,与许多疾病的发生、发展密切相关。Morotti等报道了TTF-1在CCAM中的表达,而SP-B、hMSH-2、和TGF-β1在CCAM中的研究,目前国内外相关报道较少。本文研究TTF-1、SP-B、hMSH-2、和TGF-β1在CCAM中的表达,探讨其在CCAM病理分型及发病机制中的意义。
材料与方法:选择我院及省儿童医院2000年1月~2006年12月、年龄≤15岁的少年儿童的先天性肺囊性腺瘤样畸形手术存档蜡块标本52例为病例组,其中CCAMⅠ型28例、CCAMⅡ型13例、CCAMⅢ型11例。同时以不同时期人胚胎肺组织15例(假腺期5例、小管期5例、原始肺泡期5例)和正常儿童肺组织9例作为对照组。所有标本经HE方法染色诊断并分组。对同一批蜡块采取连续切片,用免疫组织化学方法(EliVision法)检测TTF-1、SP-B、hMSH-2及TGF-β1蛋白的表达,用原位杂交方法检测TGF-BlmRNA的表达。
结果:
1.FTF-1在正常胚胎肺组织、儿童肺组织及CCAM中的表达TTF-1主要表达于支气管非纤毛上皮细胞及肺泡Ⅱ型上皮细胞的细胞核内。早在胚胎发育的12周即见其表达,不同时期胚胎肺及正常儿童肺组织TTF-1蛋白的表达量有明显差异(P<0.05),且随着肺组织的发育TTF-1的表达逐渐减少;但原始肺泡期与正常肺组织相比,差异无显著性(P>0.05)。
在病例组中,CCAMⅠ型的囊腔壁很少见到TTF-1的表达,偶尔在上皮下的基底细胞可见较弱表达;TTF-1在CCAMⅡ型囊壁上皮的表达率达40%;而CCAMⅢ型中,TTF-1在囊壁的表达率为80%左右。统计学分析结果表明,TTF-1在CCAMⅠ、Ⅱ、Ⅲ型中表达有明显差异(P<0.01)。
2.SP-B在正常胚胎肺组织、儿章肺组织及CCAM中的表达SP-B主要表达于支气管非纤毛上皮细胞及肺泡Ⅱ型上皮细胞的细胞浆内。在胚胎发育的16周可见其表达,不同时期胚胎肺及正常儿章肺组织SP-B蛋白的表达量有明显差异(P<0.05),且随着肺组织的发育其表达逐渐增多;但原始肺泡期与正常肺组织相比,差异无显著性(P>0.05)。在病例组中,CCAMⅠ型仅见散在的较弱表达,而在CCAMⅡ型中阳性率为40%左右,在CCAMⅢ型中囊壁上皮细胞的阳性率近80%。
用Spearman秩相关分析,SP-B与TTF-1在胚胎肺中的表达呈负相关(P<0.01);在正常儿章肺组织与CCAM中两者的表达较一致。
3.hMSH-2在正常胚胎肺组织、儿童肺组织及CCAM中的表达hMSH-2主要表达于肺上皮细胞的细胞核内,间质纤维细胞、血管内皮细胞也可见表达。病例组CCAMⅠ、Ⅱ、Ⅲ型的hMSH-2蛋白表达量均低于正常胚胎肺及儿童肺组织,差异有显著性(P<0.05);不同时期胚胎肺及正常儿章肺组织hMSH-2蛋白的表达量无明显差异(P>0.05);CCAMⅠ型与CCAMⅡ型比较,差异无显著性(P>0.05);CCAMⅠ型与CCAMⅢ型比较,CCAMⅡ型与CCAMⅢ型比较,差异均有显著性(P<0.05)。
4.FGF-β1在正常胚胎肺组织、儿童肺组织及CCAM中的表达TGF-β1蛋白主要表达在上皮和间质细胞的细胞浆中,且不同时期胚胎肺的表达无明显差异(P>0.05)。正常肺组织与不同时期胚胎肺组织的表达无明显差异(P>0.05);与正常胚胎肺及儿童肺组织相比,TGF-β1在CCAM中的表达明显增强,差异具显著性(P<0.05);CCAMⅠ、Ⅱ、Ⅲ之间两两比较,统计学分析无显著性差异(P>0.05)。
TGF-β1mRNA主要表达于支气管周围平滑肌、囊壁平滑肌及血管平滑肌中,上皮细胞未见表达。不同时期胚胎肺及正常肺组织TGF-β1mRNA表达无明显差异(P>0.05);病例组与对照组相比差异有显著性(P<0.05);CCAMⅠ、Ⅱ、Ⅲ型之间两两比较,统计学分析无显著性差异(P>0.05)。
结论:
1.在胚胎肺发育过程中可见TTF-1和SP-B的表达,说明这两种蛋白都参与了胚胎肺组织的生长发育;同时,由于SP-B的表达随TTF-1的减少而逐渐增多,说明TTF-1在促进中晚期胚胎肺发育表面活性物质SP-B的形成中有一定的作用。
2.TTF-1、SP-B在CCAM不同亚型中的表达不同,因此可以作为CCAM病理分型的客观指标用于临床诊断。
3.hMSH-2蛋白在正常胚胎肺及儿童肺组织中表达较多,而在CCAM中的表达明显减少,说明CCAM的形成可能与hMSH-2基因突变有关,需要进一步的深入研究。
4.TGF-β1在正常胚胎肺及儿章肺组织中表达较弱,而在CCAM中表达明显增强,说明TGF-β1的过表达参与CCAM的发生发展过程,可以作为进一步研究的目标。