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研究背景:肺癌是世界头号肿瘤,其发病率和死亡率高居各肿瘤之首,严重威胁人类健康,全球每年新增肺癌患者人数超过130万,死亡人数超过100万。2010年美国,预计肺癌新发病例222520人,有157300人死于肺癌相关疾病。在我国,肺癌发病率、死亡率逐年攀升,预计到2025年,我国将成为第一肺癌大国。尽管随着医学技术的不断进步,美国等发达国家近年来的肺癌发病率有所减少,但是患者1年、3年、5年总生存率未见明显改善。化疗、手术、放疗是治疗肺癌的主要手段,但是由于肺癌具有侵袭、转移的特点,多数患者发现时已属晚期,治疗效果不够理想,即使早期能够手术,2年内仍然有约25%的患者出现肿瘤复发和转移。晚期肺癌患者的中位生存期只有8-12个月,5年生存率不到20%,而我国肺癌患者5年生存率不到10%,小细胞肺癌更是不到5%,出现远处转移的患者5年生存率仅为1.7%。侵袭、转移和局部复发是非小细胞肺癌和小细胞肺癌共同的生物学行为特征也是影响治疗疗效和患者预后的主要瓶颈。随着科学技术的进步,人们对肺癌发生、发展和转移机理的认识已经深入到分子水平,但是对于肺癌复发和转移的诊断和治疗发展缓慢。因此,寻找预测肺癌侵袭、转移、复发以及判断预后的肿瘤标志物,为肺癌研究提供新的靶点和预后指标,进行早期预防及针对性、个体化的治疗,延长患者生存期,是当前肺癌研究的热点和方向,也是肺癌防治研究中的重点和难点。肿瘤的侵袭、转移是存在于肿瘤细胞、肿瘤微环境和宿主细胞之间的多基因、多步骤的复杂的过程,主要包括肿瘤浸润、基底膜降解、基质渗透、细胞粘附、血管形成。基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)属于基质金属蛋白酶家族(matrix metalloproteinases, MMPs),可降解细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)中的Ⅳ型和V型胶原酶,重塑细胞间粘附力,并且有研究发现MMPs还可以促进肿瘤血管的生成。CD147,又称细胞外基质金属蛋白酶诱导物(Extracellular matrix metalloproteinase inducer, EMMPRIN),是一类跨膜糖蛋白,为一个新的细胞表面粘附分子。CD147在胎儿发育、神经元细胞、淋巴细胞、细胞外基质的产生中起重要作用。它能刺激肿瘤细胞分泌基质金属蛋白酶,在乳腺癌、肝癌、宫颈癌中高表达,然而它在肺癌中的作用目前研究较少。COTL-1 (Coactosin-like protein-1)为肌动蛋白结合蛋白的一种,与coactosin有极高的同源性。它能上调5-脂氧合酶(5-lipoxygenase,5-LO)的活性,并通过不同结合位点分别与5-脂氧合酶和肌动蛋白相互作用,参与细胞骨架运动,调控白细胞的趋化、吞噬等炎症反应。有研究发现COTL-1在膀胱癌、胰腺癌、小细胞肺癌中高表达,但是报道较少。COTL-1在肿瘤的发生、发展中扮演什么角色值得研究。另外,肿瘤的生长、侵袭、转移又与新生血管的生成密切相关,而微血管密度(Microvesseldensity, MVD)已被认为是理想的反映肿瘤血管生成情况的指标。肿瘤细胞穿透基底膜、细胞外基质以及新生血管生成是肿瘤扩散和转移的基本过程,基质金属蛋白酶-9、CD147和COTL-1是否参与肺癌的扩散和转移,值得研究。而目前,关于COTL-1与肺癌的关系研究不多,关于MMP-9、CD147与肺癌关系的研究也主要从临床病理方面阐述,而对于三者与肺癌发生、转移的机制、预后及三者之间的相互关系,报道甚少。研究目的:了解MMP-9、CD147、COTL-1在肺癌组织、癌旁正常组织、转移淋巴结中的表达,并以CD34单克隆抗体标记测定微血管密度(MVD),探讨MMP-9、CD147. COTL-1在肺癌组织中的表达情况及与肺癌淋巴结转移、微血管形成和其他相关临床病理因素的关系,分析其在肺癌侵袭、转移、预后中的作用,为肺癌的个体化靶向治疗以及预测预后提供理论基础和依据。研究方法:1.采用免疫组织化学法(Immunohistochemistry, IHC)检测MMP-9、CD147、COTL-1和CD34-微血管密度在肺癌原发灶、癌旁正常组织、淋巴结转移灶中的表达情况。(1)比较47例非小细胞肺癌、18例小细胞肺癌原发灶与27例癌旁组织中MMP-9. CD 147. COTL-1表达率的差异。(2)分析65例肺癌原发灶中MMP-9、CD147、COTL-1表达与临床病理因素(包括性别、年龄、临床分期、肿瘤大小、分化程度、病理类型、是否有淋巴结转移、生存期)的关系。(3)分析65例肺癌原发灶、转移灶中MMP-9、CD147、COTL-1与CD34-MVD的表达的关系。(4)分析肺癌组织中MMP-9、CD147、COTL-1蛋白表达强度之间的关系。2.统计学方法:所有统计数据应用SPSS13.0软件进行分析。原发灶、癌旁肺组织中MMP-9、CD147、COTL-1表达率比较用Chi-square检验,MMP-9、CD147、COTL-1表达率与肺癌患者各临床病理参数之间的关系用Chi-square检验和Kruska-Wallis检验进行统计学分析,MMP-9、CD147、COTL-1蛋白表达率与CD34-MVD值的关系用independent-samples t检验,MMP-9、CD147、COTL-1三者之间蛋白表达强度的关系采用Spearman相关性检验,MMP-9、CD147、COTL-1蛋白表达率与预后的关系用Kaplan-Meier法生存分析。采用双侧检验,P<0.05认为有显著性差异。研究结果:1.MMP-9、CD147、COTL-1在47例非小细胞肺癌原发灶、18例小细胞肺癌原发灶、27例癌旁组织中阳性表达率分别为65.96%、66.67%、11.11%,72.34%、66.67%、3.70%,68.09%、72.22%、14.81%,MMP-9、CD147、COTL-1在肺癌原发灶中高表达,在癌旁组织中低表达,表达有显著性差异(P<0.05)。2.MMP-9蛋白表达率与肺癌患者的性别、年龄、组织学类型、分化程度无相关性(P值分别为:0.232,0.656,0.951,0.280),而与肿瘤大小、临床分期及淋巴结转移存在相关性:(P值分别为:0.009,0.017,0.029)。MMP-9蛋白阳性表达患者的中位生存时间为17.0个月,显著低于MMP-9蛋白阴性表达患者(χ2=13.197,P<0.05)。3.CD147蛋白表达率与肺癌患者的性别、年龄、组织学类型、分化程度无相关性(P值分别为:0.690,0.222,0.763,0.962),而与肿瘤大小、临床分期及淋巴结转移存在相关性(P值分别为:0.000,0.001,0.024)。CD147蛋白阳性表达肺癌患者的中位生存时间为17.0个月,显著低于CD147阴性表达的患者(χ2=10.676,P=0.001)。4. COTL-1蛋白表达率与肺癌患者的性别、年龄、组织学类型、肿瘤大小、临床分期、淋巴结转移均无相关性(P值分别为:0.377,0.507,0.438,0.808,0.414,0.145),而与肿瘤分化程度存在相关性(P=0.035)。随访发现COTL-1阳性表达肺癌组织患者的中位生存时间为22.0个月,低于COTL-1阴性表达的患者,但无显著性差异(χ2=2.297,P=0.130>0.05)。MMP-9、CD147、COTL-1均阳性表达患者的中位生存时间为14.0个月,与部分阳性表达或不表达的患者相比,有显著性差异(χ2=14.966,P=0.001)。5.肺癌原发灶、淋巴结转移灶中的MVD值分别为29.329±12.785、26.928±3.833,显著高于癌旁组织中的MVD值8.604±5.370(F=34.859,P<0.05)。6.MMP-9、CD147、COTL-1的表达阳性的肺癌原发灶的MVD值与表达阴性的肺癌原发灶的MVD值,有统计学差异(P<0.05)。在淋巴结转移灶中,MMP-9表达阳性与表达阴性的MVD值,有统计学差异(P<0.05),CD147/COTL-1表达阳性与表达阴性的MVD值,无统计学差异(P=0.066/0.240)。7.MMP-9的表达强度和CD147的表达强度呈显著正相关(r=0.674,P<0.001);MMP-9的表达强度和COTL-1的表达强度呈正相关,但相关关系不大(r=0.467,P<0.001);CD147的表达强度和COTL-1的表达强度呈显著正相关(r=0.556,P<0.001)。初步结论:1.MMP-9、CD147和COTL-1的表达率与CD34-MVD值有关,MMP-9、CD147表达率与淋巴结转移正相关,提示MMP-9,CD147和COTL-1可能通过某些或某个通路,增强促血管生成效应,促进肿瘤生长、转移。2.MMP-9、CD147的表达与肺癌患者预后及有无淋巴结转移有关,COTL-1与预后有相关趋势,提示MMP-9、CD147、COTL-1可能参与了肺癌的发展、转移,是肺癌治疗的潜在靶点。3.MMP-9、CD147、COTL-1三者在肺癌中的表达密切相关,可能通过某些信号通路协同作用于肺癌的发生、发展和转移。这也可能为肺癌的治疗提供更多靶点。