皮膚鱗狀細胞癌中HIF-1α和Glut-1蛋白表達與患者病理特征的關系*

何姣， 葉川， 楊玲， 劉智， 陳茂山， 程雙華， 何正樂

(1.遂寧市中心醫院 病理科， 四川 遂寧 629000； 2.成都醫學院第二附屬醫院 & 核工業四一六醫院 病理科， 四川 成都 610051)

研究證實，絕大多數腫瘤患者體內均存在較為明顯的低氧狀態，腫瘤的低氧會引發一系列的病理變化，對腫瘤的增殖、轉移、復發及免疫逃避等產生重要的影響[1-3]。缺氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α) 是細胞在低氧條件下產生的一種核轉錄因子，在惡性腫瘤的發生發展過程中，扮演著重要的角色，能增強腫瘤侵襲性，是當今研究的熱點之一[4-6]。葡萄糖轉運蛋白(glucose transporter,Glut)基因是HIF的下游基因之一，Glut-1為細胞提供基本的葡萄糖供應，并為增殖分裂細胞提供相應增加的葡萄糖，對于腫瘤的生長和増殖具有重要的意義[7]。本研究通過檢測皮膚鱗狀細胞癌(cutaneous squamous cell carcinom，SCC)和癌旁皮膚組織中的HIF-1α和Glut-1表達，探討HIF-1α和Glut-1在皮膚SCC中的表達與患者臨床病理特征和預后的關系。

1 資料與方法

1.1 資料

1.1.1一般材料 選擇2014年3月—2019年12月住院的SCC手術病人63例，術前均未接受抗腫瘤治療；男45例、女18例，年齡33～79歲、平均(55.32±13.74)歲，病程3～37個月，平均(18.05±8.71)月；按WHO分類標準將SCC分化程度分為Ⅰ～Ⅳ級，Ⅰ級為高分化、34例，Ⅱ級為中分化、20例，Ⅲ～Ⅳ級為低分化、9例；23例病理證實有淋巴結轉移，有20例進行電話隨訪。63例患者手術切除SCC組織作為觀察組、其癌旁組織作為對照組。

1.1.2主要試劑 兔抗人HIF-1α單克隆抗體、兔抗人Glut-1多克隆抗體均購于北京中杉金橋生物技術有限公司，EnVision檢測試劑盒購于Dako公司。

1.2 方法

1.2.1HIF-1α和Glut-1表達 采用免疫組織化學EnVision法檢測2組組織中HIF-1α和Glut-1表達水平，嚴格按說明書進行操作，所有切片染色均采用相同條件，每批染色均設陽性、空白對照，空白對照以PBS代替一抗孵育組織切片。

1.2.2結果判定 由2名工作經驗豐富的病理醫師在雙盲條件下獨立閱片，以胞核或胞漿被染成淺黃色、棕黃色或黃褐色判定為HIF-1α陽性結果，胞膜及胞漿被染成淺黃色、棕黃色或黃褐色判定為Glut-1陽性結果。如對同一份組織具有不同的意見，則討論決定最終結果。在高倍鏡(×400)下隨機選取5個視野，計算陽性細胞百分率，參考文獻[5]以陽性細胞數>50%為強陽性(+++)，10%～50%為中度陽性(++)，<10%為弱陽性(+)，無陽性細胞為陰性(-)。

1.3 觀察指標

比較2組組織中HIF-1α和Glut-1蛋白陽性表達情況，分析HIF-1α、Glut-1在皮膚SCC中表達的相互關系，分析HIF-1α、Glut-1的表達與SCC患者臨床病理特征(性別、年齡、SCC分化程度、淋巴結轉移)及預后的關系。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 HIF-1α和Glut-1表達

HIF-1α主要表現為程度不等的胞漿及胞核染色，Glut-1主要表現為程度不等的胞漿及胞膜染色(圖1)。HIF-1α在SCC組和對照組組織中的陽性表達例數分別為49例和7例，陽性百分率為77.8%和11.1%，SCC組(+)、(++)及(+++)患者數量分別為25例、13例、11例；Glut-1在SCC組和對照組組織中的陽性表達例數分別為45例和6例，陽性百分率為71.4%和9.5%，SCC組(+)、(++)患者數量分別為34例、11例；觀察組HIF-1α和Glut-1陽性表達率明顯高于對照組，差異有統計學意義(χ2=57.152、50.177，P<0.001)。詳見表1。

HIF-1α Glut-1

表1 SCC組和對照組HIF-1α、Glut-1表達[n(%)]

2.2 HIF-1α與Glut-1表達的相互關系

HIF-1α與Glut-1在皮膚SCC中的表達明顯相關(r=0.507，P<0.001)。GLUT-1在HIF-1α陽性組中的表達(陽性率83.7%)明顯高于在HIF-1α陰性組中的表達(陽性率28.6%)，差異有統計學意義(χ2=15.943，P<0.001)，見表2。

表2 HIF-1α、Glut-1在SCC表達的相關性

2.3 HIF-1α和Glut-1表達與患者臨床病理特征的關系

45例男性患者中，HIF-1α表達33例(73.3%)，Glut-1表達30例(66.7%)；18例女性患者中，HIF-1α表達16例(88.9%)，Glut-1表達15例(83.3%)；HIF-1α、Glut-1的表達在男女患者間的差異均無統計學意義(χ2=1.771，P=0.183；χ2=1.750，P=0.186)。HIF-1α、Glut-1的表達在>60歲以上或者≤60歲患者的差異也無統計學意義(χ2=1.766，P=0.184；χ2=2.219，P=0.136)。HIF-1α、Glut-1的表達和SCC分化程度有關，在高、中、低分化組間比較，差異有統計學意義(χ2=19.669，P<0.001；P=7.587，P=0.023)。見表3。

表3 HIF-1α、Glut-1的表達與臨床病理特征的關系

2.4 HIF-1α及Glut-1表達與患者預后的關系

為了進一步探討HIF-1α、Glut-1的陽性表達與患者預后的關系，將HIF-1α、Glut-1表達與患者的術后總生存時間繪制了Kaplan-Meier曲線，并使用log-rank對數秩檢驗進行統計學檢驗。結果顯示，HIF-1α的陽性表達與患者的不良預后無明顯的相關性(r=0.132，P=0.361)，Glut-1的陽性表達與患者的不良預后呈負相關關系(r=-0.358，P=0.042)，如圖2所示。

圖2 HIF-1α、Glut-1表達與患者預后的關系

3 討論

HIF是一種能特異性地結合于促紅細胞生成素(EPO)的蛋白，近年來，HIF與腫瘤的關系逐漸被廣大學者所重視[8-10]。相關研究指出，HIF是細胞進行缺氧適應的關鍵因子，包括三種亞型(HIF-1、HIF-2、HIF-3)[11]。近年來臨床研究中以HIF-1、HIF-2較多[12-14]。HIF-1分子量為120 KDa，α亞單位位于14號染色體上，其作為一種異源二聚體，是HIF-1的主要活性調節亞基團。本研究中，HIF-1α主要表現為程度不等的胞漿及胞核染色，在SCC和正常組織中，陽性表達率為77.8%和11.1%，與國內外研究相符[15-16]。SCC中HIF-1α陽性(+)、陽性(++)、陽性(+++)的表達情況明顯高于對照組(χ2=57.152，P<0.001)，與張紅等[17]、An等[18]和郝玉琴等[19]研究結果一致，說明HIF-1α能夠在一種缺氧、缺血的環境中，仍可得到足夠的能量，并為細胞的增殖、擴散形成了有利的的條件。HIF-1α的表達和SCC分化程度密切相關，分化程度越高，陽性表達率也越高。

Glut-1位于HIF-1α的下游，是HIF-1的鞭基因之一，可為細胞的增殖、分裂給予基本的葡萄糖供應，對于腫瘤的生長和増殖具有重要的意義。在以往乳腺癌、食管癌、胃癌、肝癌等腫瘤細胞內均發現Glut-1的高表達，Glut-l 的活性和表達水平與腫瘤的惡性生物學行為密切相關。本研究中，Glut-1主要表現為程度不等的胞漿及胞膜染色，在SCC和正常組織中，陽性表達率分別為71.4%和9.5%，與其他研究相符[6-7,15-16]。SCC中Glut-1陽性(+)、陽性(++)的表達情況明顯高于對照組(χ2=50.177，P<0. 001)。

同時本研究相關性分析還證實了HIF-1α、Glut-1表達呈正相關(r=0.507，P<0.001)，GLUT-1 在HIF-1α陽性組中的表達(陽性率83.7%)明顯高于在HIF-1α陰性組中的表達(陽性率28.6%)，差異有統計學意義(χ2=15.943，P<0.001)，Glut-1作為HIF-1α下游靶基因，其表達水平受HIF-1α調控，在基因沉默低氧條件下，近端腎小管上皮細胞中HIF-1α水平抑制Glut-1表達，并導致細胞生長抑制及壞死。廖志東等[20]、張欣等[21]通過研究得出結論，Glut-1及VEGF與乳腺癌、非小細胞肺癌的發生、發展密切相關，且其表達表達水平與疾病進展呈正相關。可見無論是靶向上調亦或是靶向下調HIF-1α水平，均可有效調控Glut-1的表達，參與腫瘤細胞的生長、代謝及血管生成的過程，并對這些過程產生影響。

本研究嘗試性探討HIF-1α、Glut-1表達與患者預后的關系，結果顯示HIF-1α的陽性表達與患者的不良預后無明顯的相關性(P=0.361)，Glut-1的陽性表達與患者的不良預后有一定的相關性(P=0.042)，但還不能有效說明HIF-1α、Glut-1表達對患者預后的影響，需要進一步深入研究。

綜上所述，皮膚SCC組織中HIF-1α和Glut-1呈高表達，且與分化程度相關，隨著分化程度增加，HIF-1α和Glut-1陽性表達升高。深入探究HIF-1α和Glut-1的作用機制有望為皮膚SCC精準治療和預后提供重要的理論依據。