葡萄糖轉運蛋白1在乳腺癌組織中的表達及與其預后的關系

沈春燕 穆海玉 佟仲生

葡萄糖轉運蛋白1(glucose transporter protein 1,GLUT-1)是哺乳動物細胞轉運葡萄糖的最重要的載體，腫瘤細胞中GLUT-1表達異常升高，可能為癌細胞攝取葡萄糖增多的機制之一，是腫瘤缺氧的1個內源性標記[1]。關于乳腺癌組織中GLUT-1表達及其與乳腺癌患者預后的關系鮮有報道。本研究采用免疫組化法，檢測乳腺癌組織中GLUT-1表達情況，分析與其臨床病理因素及預后的關系，旨在討論GLUT-1在乳腺癌發展過程中的作用。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選擇2003年7月～2008年6月我院收治的、經手術確診且病歷資料完整的81例原發性乳腺癌病例及20例乳腺纖維瘤病例，均為女性；乳腺癌病例未納入局部晚期者，且術前均未行新輔助放化療。中位年齡53歲(35～72歲)；雌激素受體陽性47例，孕激素受體陽性34例；腫瘤直徑>5 cm 5例，2～5 cm 45例，<2 cm 31例；淋巴結轉移數目4個以上者38例；所有乳腺癌患者追蹤隨訪腫瘤復發或轉移情況，中位隨訪時間46個月，隨訪截至2011年1月，有復發和(或)轉移者39例。

1.2 主要材料

兔抗人GLUT-1單克隆抗體購自加拿大LAB VISION公司，免疫組化試劑盒購自晶美生物有限公司。

1.3 實驗方法

免疫組化步驟為組織標本經石蠟包埋，制成4 μm厚切片。常規脫蠟至水，3%新鮮雙氧水滅活內源性過氧化物酶，微波修復抗原，山羊血清封閉后不洗，滴加GLUT-1一抗，4℃過夜，PBS洗滌后加生物素標記二抗，37℃孵育45 min后，PBS洗，滴加鏈霉親和素過氧化物酶復合物，37℃孵育15 min后，DAB顯色，蘇木精復染，二甲苯透明，中性樹膠封片。

1.4 結果判定

光鏡下GLUT-1陽性細胞為細胞膜呈棕黃色顆粒。高倍鏡下每張切片隨機選擇5個視野，每個視野計數200個細胞，共計1 000個細胞，陽性細胞數<10%為陰性，陽性細胞數≥10%為陽性。

1.5 統計學處理

計數資料采用χ2檢驗，Kaplan-Meier法描繪生存曲線，組間生存率比較采用Log-rank檢驗，檢驗水準α=0.05。采用SPSS 17.0統計軟件完成。

2 結果

2.1 兩組乳腺組織中GLUT-1蛋白表達情況

乳腺癌組織中GLUT-1蛋白陽性表達率為61.7%(50/81)，陽性顆粒主要分布在細胞膜和部分胞質中；20例乳腺纖維瘤組織中GLUT-1均呈陰性染色(無陽性表達或僅散在少數輕微著色)。乳腺癌組織中GLUT-1陽性率明顯高于乳腺纖維瘤組織，有顯著統計學差異(P<0.001)。

2.2 GLUT-1表達與乳腺癌臨床病理因素的關系

乳腺浸潤性導管癌中GLUT-1表達與患者年齡、ER和PR激素受體及腫瘤大小無顯著相關性(P>0.05)；而與淋巴結轉移數目及有無復發和(或)轉移顯著相關：其中淋巴結轉移數目>4個者GLUT-1陽性率為73.7%(28/38)，顯著高于淋巴結轉移數目≤4個者[51.2%(22/43)](P<0.05)；有復發和(或)轉移者GLUT-1陽性率[74.4%(29/39)]，顯著高于無復發和(或)轉移者[50.0%(21/42)](P<0.05)，見表1。

2.3 GLUT-1表達與乳腺癌預后的關系

對81例乳腺癌患者的無復發生存期進行Kaplan-Meier生存分析，經Log-rank檢驗顯示：GLUT-1陽性組與陰性組無復發生存時間比較有顯著統計學差異(P=0.041)，其中GLUT-1陽性組中位無復發生存時間為(48.56±3.35)個月，GLUT-1陰性組中位無復發生存時間為(66.79±4.50)個月，結果表明GLUT-1表達與乳腺癌患者預后密切相關，見圖1。

表1 GLUT-1蛋白表達與乳腺癌臨床病理特征的關系(例)

圖1 GLUT-1陽性組和陰性組無復發生存曲線

3 討論

GLUT-1基因位于1p34.2，其編碼蛋白為55 kD，是1種膜性易化葡萄糖轉運蛋白，能促進葡萄糖向細胞內擴散及促進細胞代謝，是哺乳動物葡萄糖跨膜轉運最重要的載體，也是已知葡萄糖轉運蛋白家族中分布最廣泛的轉運體，不但參與葡萄糖跨膜轉運的正常生理過程，而且在腫瘤等許多病理情況下出現異常表達。GLUT-1在生理狀態下主要分布于紅細胞胞膜，胎盤及血-腦屏障等，在惡性腫瘤細胞中由于代謝增強、無氧酵解增加而出現過表達。近年來發現，GLUT-1的過表達與惡性腫瘤的發生、發展密切相關，是目前腫瘤研究的熱點之一[2～4]。

眾所周知，惡性腫瘤主要生長特征為腫瘤細胞的持續、快速增殖，腫瘤組織生長速度過快而血供相對不足，中央組織往往處于缺氧狀態，而缺氧常使腫瘤具有更高的惡性程度。細胞缺氧與營養缺乏是GLUT-1表達增強的主要誘因：在腫瘤缺氧狀態下，缺氧誘導因子1-α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)表達增強，可以調控與細胞代謝及血管生成相關的多種下游因子的基因轉錄[5]，包括誘導及促進葡萄糖代謝和轉運的相關蛋白如GLUT-1、血管內皮生長因子、促紅細胞生成素等[6～8]，并促進腫瘤新生血管形成。因此，在缺氧環境下GLUT-1在惡性腫瘤細胞表面往往異常高表達[9]，從而增加腫瘤細胞對葡萄糖的攝取而滿足其能量需求，由此進一步促進惡性腫瘤的生長和轉移。

呂增華等[10]研究發現，GLUT-1表達與胃黏液腺癌早期淋巴結轉移密切相關；Semaan等[11]報道，GLUT-1和卵巢癌組織微血管密度呈正相關，并且是重要的預后因素；Kunkel等[12]報道，在口腔鱗癌患者中GLUT-1陽性組總生存期，顯著短于GLUT-1陰性組。GLUT-1參與了胃癌、卵巢癌及口腔癌等多種惡性腫瘤的發生、發展過程，說明GLUT-1與惡性腫瘤的高侵襲性及不良預后有關，但在乳腺癌的研究中，國內鮮有其與預后的相關報道。

本研究發現，GLUT-1在乳腺癌中的高表達率為61.7%(50/81)，而乳腺纖維瘤組織中未見GLUT-1表達，兩者具有顯著統計學差異，這與國外Schmidt等[13]研究結果相近，提示GLUT-1與乳腺癌的發生及乳腺癌細胞的增殖活性密切相關。由此推測GLUT-1參與了惡性腫瘤的發生，并可能是腫瘤惡變的早期標志。GLUT-1表達與患者年齡、腫瘤大小無相關性，而且我們也未發現其過表達與雌孕激素受體狀態顯著相關，這與國內一些學者的研究結果一致[14]。GLUT-1表達與乳腺癌的淋巴結轉移數目、有無轉移和(或)復發顯著相關。本組81例乳腺癌患者中GLUT-1陽性組和陰性組無復發生存時間分別為(48.56±3.50)個月和(66.79±4.50)個月，兩組間存在顯著統計學差異。GLUT-1表達與乳腺癌淋巴結轉移及預后有關。綜上，我們認為：隨著全身腫瘤負荷的增大，癌組織能量需求也隨之升高，在惡性腫瘤微環境缺氧的條件下，無氧酵解依然是腫瘤主要的供能方式，而GLUT-1作為細胞膜上主要的葡萄糖轉運通路，為腫瘤細胞提供最基本的葡萄糖供應，其在表達增強的同時，多種癌基因和生長因子介導缺氧反應基因的調控而上調、激活GLUT-1[15]，促使葡萄糖的攝取和轉運，從而滿足腫瘤細胞在缺血、缺氧環境下的不斷倍增。因此，GLUT-1高表達的乳腺癌病例具有較強的侵襲性生物學特性，更易于復發和轉移，并且是1個具有判斷預后意義的指標。

總之，GLUT-1參與葡萄糖轉運、增強糖酵解，以提供腫瘤組織無限增殖、侵襲的能量代謝需要，GLUT-1與乳腺癌的發生、發展密切相關，并可作為判斷乳腺癌惡性生物學行為及預測預后的一項重要指標。因此，更加深入和廣泛地探討GLUT-1在乳腺癌發生、發展過程中的作用，將為乳腺癌的診治提供新的靶點，對提高乳腺癌的診治水平具有重大意義。

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