MT1-MMP和MMP11在肺癌中的表達(dá)及其預(yù)后價(jià)值

廖渝蓉 鐘 萍 胡興勝 鄒心怡 劉雨松

目前肺癌的死亡率居男性惡性腫瘤的第1位和女性惡性腫瘤的第2位［1］。肺癌易發(fā)生浸潤和轉(zhuǎn)移，5年生存率低。目前有關(guān)肺癌浸潤轉(zhuǎn)移的機(jī)制尚不完全清楚，因此探索與肺癌浸潤轉(zhuǎn)移，尤其是與預(yù)后相關(guān)的生物學(xué)指標(biāo)，顯得尤為重要。基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix mettallo-proteinases，MMPs)是一類降解細(xì)胞外基質(zhì)的酶類，在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著極其重要的作用。膜型基質(zhì)金屬蛋白酶1(membrane type-1 matrix metalloproteinase，MT1-MMP)是 MMP家族的新成員，是典型的細(xì)胞外基質(zhì)降解酶。基質(zhì)金屬蛋白酶11(matrix metalloproteinase 11，MMP11)對(duì)腫瘤的發(fā)展過程必不可少。為此，我們采用免疫組化檢測了MT1-MMP和MMP11在肺鱗癌和腺癌組織中的表達(dá)情況，分析它與肺癌臨床病理特征及預(yù)后的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取2003年1月至2006年1月重慶醫(yī)科大學(xué)病理科的手術(shù)標(biāo)本47例肺鱗癌和42例肺腺癌。所有患者術(shù)前均未化療或放療，均有完整的臨床資料和明確的病理診斷。其中男性64例，女性25例;＜60歲46例，≥60歲43例;不吸煙37例，吸煙52例;高分化13例，中分化61例，低分化15例;T1期11例，T2期62例，T3期11例，T4期 5例;N0期 62例，N1～3期 27例;Ⅰ期50例，Ⅱ期7例，Ⅲ期32例。

所有患者每3個(gè)月均進(jìn)行電話、門診或住院部隨訪，隨訪開始于2003年4月，結(jié)束至2011年1月，最短隨訪時(shí)間為4個(gè)月，最長隨訪時(shí)間為5年。期間有10例失訪。

1.2 免疫組化檢測MT1-MMP蛋白的表達(dá)

山羊抗人一抗MT1-MMP和MMP11多克隆抗體均購美國Santa Cruzz公司，免疫組化二抗SP試劑盒購自北京中杉生物公司。

石蠟包埋標(biāo)本常規(guī)切片，厚度5 μm。應(yīng)用免疫組化SP法，常規(guī)脫蠟至水，采用微波抗原熱修復(fù)，陰性對(duì)照用PBS液代替一抗。具體步驟按說明書操作。結(jié)果判斷:所有切片均采用雙盲法由2位病理科醫(yī)師獨(dú)立閱片。MT1-MMP和MMP11陽性表達(dá)均定位于細(xì)胞質(zhì)和(或)細(xì)胞膜，呈淺黃色、黃色或棕黃色。隨機(jī)選擇10個(gè)高倍鏡視野(400倍)，每個(gè)視野連續(xù)計(jì)數(shù)100個(gè)細(xì)胞，共計(jì)數(shù)1 000個(gè)細(xì)胞。最后表達(dá)以染色強(qiáng)度和陽性細(xì)胞率的得分之和進(jìn)行判斷:無染色記0分，弱染色記1分，中等染色記2分，強(qiáng)染色記3分;陽性細(xì)胞率＜5%記0分，5%～25% 記1分，26%～50%記2分，＞50%記3分。上述兩項(xiàng)評(píng)分相加，＜3分為陰性，＞3分為陽性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包分析。MT1-MMP和MMP11與肺癌臨床病理學(xué)特征的聯(lián)系采用卡方或Fisher精確檢驗(yàn)，MT1-MMP和MMP11之間的相關(guān)性采用spearman相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MT1-MMP和MMP11蛋白檢測結(jié)果

MT1-MMP蛋白的陽性表達(dá)率在肺鱗癌和腺癌組織中分別為 68.1%(32/47)和 64.3%(27/42)(P=0.705)，總陽性率為 66.3%(59/89)。MMP11 蛋白在肺鱗癌和腺癌組織中的陽性表達(dá)率分別為61.7%(29/47)和 57.1%(24/42)(P=0.662)，總陽性率為59.6%(53/89)。

2.2 MT1-MMP、MMP11蛋白表達(dá)與肺癌臨床病理特征的聯(lián)系

統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示，MT1-MMP表達(dá)隨著肺癌T分期的增加、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期的增加而增加(P＜0.05)，而與性別、年齡、吸煙及組織學(xué)類型等無關(guān)(P＞0.05)。MMP11表達(dá)隨著肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期增加而增加(P＜0.05)，而與性別、年齡、吸煙、組織學(xué)類型及T分期等無關(guān)(P＞0.05)。見表1。

表1 MT1-MMP和MMP11的陽性表達(dá)與肺癌臨床病理特征的關(guān)系(例，%)

2.3 MT1-MMP和MMP11表達(dá)的相關(guān)性

經(jīng)spearman秩相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，在89例肺癌組織中MT1-MMP和MMP11的表達(dá)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)γ=0.332，P=0.001，見表2。

表2 肺癌組織中MT1-MMP和MMP11表達(dá)的相關(guān)性(例)

2.4 生存分析

Kaplan-Meier生存曲線顯示，MT1-MMP陽性表達(dá)組的5年生存率為22.4%，顯著低于陰性表達(dá)組49.3%(χ2=8.720，P=0.003)。MMP11 陽性表達(dá)組5年生存率為23.3%，顯著低于陰性表達(dá)組44.9%(χ2=6.705，P=0.010)，見圖1，2。

圖1 MT1-MMP表達(dá)陽性和陰性肺癌患者Kaplan-Meier生存曲線

圖2 MMP11表達(dá)陽性和陰性肺癌患者Kaplan-Meier生存曲線

3 討論

腫瘤細(xì)胞的浸潤和轉(zhuǎn)移是極其復(fù)雜的過程。但腫瘤細(xì)胞要具有浸潤轉(zhuǎn)移的能力，首先必須突破細(xì)胞外基質(zhì)的屏障和具有自身運(yùn)動(dòng)的潛能。MMPs是降解細(xì)胞外基質(zhì)的主要酶類，已鑒別出28種，根據(jù)結(jié)構(gòu)及降解底物的不同分4類，膠原酶類、明膠酶類、基質(zhì)溶解素及膜型基質(zhì)金屬蛋白酶。MT1-MMP是膜型基質(zhì)金屬蛋白酶家族中首位被發(fā)現(xiàn)的成員，被認(rèn)為是MMP家族中與腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移關(guān)系最密切的酶類之一。MT1-MMP導(dǎo)致浸潤轉(zhuǎn)移的機(jī)制有:一是直接降解許多大分子的細(xì)胞外基質(zhì);二是激活酶原 MMP2和MMP13，引發(fā)水解效應(yīng)的放大，其中MMP2在腫瘤侵襲作用中起著舉足輕重的作用［2］;三是通過與不同的細(xì)胞間黏附分子的作用，影響細(xì)胞在ECM上的遷移，或直接賦予無侵襲潛能的細(xì)胞穿透Ⅰ型膠原的能力。此外，MT1-MMP 還能促進(jìn)血管的形成［3］。MMP11，亦被稱為基質(zhì)分解素3，據(jù)報(bào)道它是整個(gè)惡性腫瘤自然生長過程中癌細(xì)胞主動(dòng)配體，對(duì)腫瘤的發(fā)展必不可少［4］，與腫瘤發(fā)生、浸潤和轉(zhuǎn)移亦相關(guān)。MMP11具有與其他MMPs不同的獨(dú)特性質(zhì)，它以潛在的活性形式分泌，在細(xì)胞內(nèi)處理前體MMP11，一般不直接降解大多數(shù)細(xì)胞外基質(zhì)。

MT1-MMP和MMP11均被發(fā)現(xiàn)在多種惡性腫瘤組織中過表達(dá)，并與腫瘤的進(jìn)展及預(yù)后相關(guān)。MT1-MMP在宮頸癌中的表達(dá)明顯高于癌前病變組，其表達(dá)與浸潤的深度、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及微血管密度呈正相關(guān)［5］。MT1-MMP蛋白在食管癌和喉癌中的陽性率分別為62.5%(45/72)和 65.2%(47/72)，在低分化組和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的表達(dá)均顯著高于高分化組和無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組［6，7］。Mimori等［8］檢測發(fā)現(xiàn) MT1-MMP在胃癌患者血液中的高表達(dá)與腫瘤腹腔播散、淋巴結(jié)播散、血管播散、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Perentes等［9］發(fā)現(xiàn)下調(diào)MT1-MMP的表達(dá)，可以降低乳腺癌肺轉(zhuǎn)移，其表達(dá)與血管浸潤相關(guān)。MMP11在胃癌［10］組織中的高表達(dá)與臨床分期和分級(jí)相關(guān)，并與IGF-1呈正相關(guān)，后者能刺激腫瘤細(xì)胞生長、延緩凋亡及促進(jìn)轉(zhuǎn)移。MMP11表達(dá)還與乳腺癌［11］的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，喉癌［12］的T分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。MT1-MMP和MMP11高表達(dá)均是食管癌的不良預(yù)后影響因素［13］。目前有關(guān)MT1-MMP和MMP11在人肺癌組織中的表達(dá)研究甚少。在肺腺癌伴發(fā)腦轉(zhuǎn)移的研究中，MT1-MMP 蛋白的陽性率為 80%(20/25)［14］。Kettunen等［15］用基因芯片技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，MMP11在肺癌組織中亦是高表達(dá)。

本研究發(fā)現(xiàn)，MT1-MMP在肺癌組織中的陽性率為66.3%，與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致。MT1-MMP的表達(dá)與肺癌的T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期有關(guān)。T分期是腫瘤增殖和侵襲能力的綜合反應(yīng)。提示MT1-MMP的陽性表達(dá)可能促進(jìn)肺癌的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等能力，是肺癌惡性程度的一項(xiàng)判斷指標(biāo)。本研究中，雖然MT1-MMP在低分化組中的陽性率(86.7%)，高于高、中分化組(62.5%)，但未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與某些文獻(xiàn)報(bào)道有所差異，這可能與研究的病種、病例數(shù)、病例的個(gè)體差異等有關(guān)，有待進(jìn)一步探索。目前有關(guān)MMP11在肺癌中的陽性率報(bào)道較少，本研究檢測結(jié)果顯示其陽性率為59.6%。在MMP11與肺癌臨床病理學(xué)特征的關(guān)系中，我們研究發(fā)現(xiàn)，其表達(dá)與肺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期有關(guān)，但未見與分化程度、T分期相關(guān)，這與 Zhao等［10］和 Duan 等［12］的報(bào)道不符，但與 Yamashita等［13］的報(bào)道一致，這除了可能與病種、病例數(shù)等有關(guān)外，可能還與MMP11的不直接降解大多數(shù)細(xì)胞外基質(zhì)有關(guān)。本研究結(jié)果還顯示MT1-MMP和MMP11的表達(dá)呈正相關(guān)，提示兩者可能存在著相互聯(lián)系，其機(jī)制有待進(jìn)一步研究，這與Yamashita等［13］的報(bào)道一致。目前有關(guān)MT1-MMP和MMP11與腫瘤預(yù)后的研究較少，尚未見兩者與肺癌的預(yù)后報(bào)道。本研究生存分析顯示，MT1-MMP和MMP11陽性表達(dá)組患者的5年生存率，均明顯低于陰性組。提示MT1-MMP和MMP11基因的異常表達(dá)可能是肺癌發(fā)展過程中的2個(gè)分子事件，導(dǎo)致肺癌的不良預(yù)后，其機(jī)制可能為它們自身和(或)通過調(diào)節(jié)其他基因(如MMPs)的異常表達(dá)，促進(jìn)肺癌的浸潤和轉(zhuǎn)移等。MT1-MMP和MMP11的異常表達(dá)均對(duì)肺癌的預(yù)后判斷有著一定的參考價(jià)值。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)MT1-MMP和MMP11在肺鱗癌和腺癌組織中高表達(dá)，其表達(dá)與肺癌浸潤轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。MT1-MMP是典型的ECM降解酶，在活化其他MMPs中起著重要的作用，還能賦予細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛能。而MMP11具有獨(dú)特的性質(zhì)，其機(jī)制有待進(jìn)一步探索。MT1-MMP和MMP11均可能作為肺癌浸潤轉(zhuǎn)移及預(yù)后的判斷指標(biāo)。

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