胃炎及胃癌患者血清HIF-1α和ROS表達(dá)水平與Hp感染的關(guān)系及臨床意義*

李文茜,王學(xué)紅,朱思雨,劉 曙

1.青海大學(xué)研究生院,青海西寧 810016;2.青海大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,青海西寧 810000

胃癌是一種起源于胃黏膜上皮細(xì)胞的惡性腫瘤,其惡性程度高,異質(zhì)性強(qiáng),患者預(yù)后較差[1],發(fā)病率和病死率在惡性腫瘤中均位于前列[2]。由于腫瘤的快速和不受控制的增殖限制了氧氣的供應(yīng),血液供應(yīng)不足或缺氧是幾乎所有實(shí)體瘤的典型微環(huán)境特征[3]。有研究證明了缺氧在癌癥治療中的意義[4]。缺氧改變了腫瘤內(nèi)的氧含量梯度,使腫瘤的可塑性和異質(zhì)性增強(qiáng),并使其更具侵襲性和轉(zhuǎn)移性[5],在缺氧過程中,缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)表達(dá)增加是一個(gè)關(guān)鍵的步驟,HIF-1α在因缺氧而觸發(fā)的細(xì)胞機(jī)制中發(fā)揮著核心作用,是目前發(fā)現(xiàn)的唯一在缺氧狀態(tài)下可以發(fā)揮活性的核轉(zhuǎn)錄因子,是專一調(diào)節(jié)氧穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵性介質(zhì)[6]。幽門螺桿菌(Hp)是一種革蘭陰性微需氧細(xì)菌,其感染會(huì)引起一系列胃黏膜改變,從淺表性胃炎開始,可發(fā)展為慢性胃炎、萎縮性胃炎、腸上皮化生、不典型增生,最后發(fā)展為胃癌[7],Hp也被世界衛(wèi)生組織列為胃癌的最高警示級別的Ⅰ類致癌物。

機(jī)體內(nèi)由氧組成、含氧并且性質(zhì)活潑的物質(zhì)被統(tǒng)稱為活性氧(ROS),而缺氧伴隨著ROS的產(chǎn)生增加[8]。有研究表明,Hp感染可促進(jìn)胃上皮細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生,通過Hp本身或還原性輔酶Ⅱ(NADPH)產(chǎn)生過多的ROS[9],并上調(diào)人胃上皮AGS和GES-1細(xì)胞HIF-1α的表達(dá)[10],尤其是胃上皮的Hp感染和ROS介導(dǎo)的HIF-1α穩(wěn)定被認(rèn)為可誘導(dǎo)增殖、抑制細(xì)胞死亡并最終有利于胃上皮的癌變。本研究探討了胃炎及胃癌患者血清HIF-1α和ROS表達(dá)水平的相關(guān)性,以及二者與Hp感染的相互作用,以期為胃癌的進(jìn)一步研究提供幫助。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2021年12月至2022年8月青海大學(xué)附屬醫(yī)院內(nèi)鏡中心經(jīng)胃鏡檢查及胃黏膜活檢確診的慢性胃炎及胃癌患者119例作為研究對象,其中男70例,女49例;年齡≥60歲38例,<60歲81例;慢性萎縮性胃炎54例(慢性萎縮性胃炎組),慢性非萎縮性胃炎30例(慢性非萎縮性胃炎組),胃癌35例(胃癌組)。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡18～80歲,男女不限;(2)胃鏡及病理活檢確診為慢性胃炎和早期胃癌;(3)檢查前未經(jīng)任何根除Hp治療及口服非甾體類抗炎藥物等治療。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)患有肝、膽、胰、脾、肺,以及心、腦血管等疾病,中、重度貧血,重度營養(yǎng)不良等;(2)非首次根除Hp;(3)長期居住在海拔高于3 500 m或低于1 700 m者;(4)臨床資料不完整。所有患者均知情同意并簽署知情同意書。本研究經(jīng)青海大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審批。

1.2儀器與試劑 凍存管、離心管、HIF-1α和ROS的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)試劑盒均購自青海賽斯克生物科技有限公司,臺(tái)式高速冷凍型微量離心機(jī)購自Dragonlab公司,超凈工作臺(tái)購自蘇凈安泰公司,標(biāo)準(zhǔn)試劑型純水儀購自青島富勒姆科技有限公司。

1.3方法 (1)3組患者均通過13C-尿素呼氣試驗(yàn)檢測Hp,按照檢測后的結(jié)果再各自分為Hp陽性組和Hp陰性組,13C-尿素呼氣試驗(yàn)參考值為0～4 dpm,>4 dpm即為陽性。(2)血清HIF-1α和ROS蛋白水平檢測。采集各組患者晨起空腹?fàn)顟B(tài)下肘靜脈血5 mL于促凝管中,3 000 r/min離心10 min,離心半徑16 cm,留取1 mL上清液置于-80 ℃冰箱中保存。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測血清HIF-1α和ROS蛋白水平,具體操作參照試劑盒說明書進(jìn)行。

2 結(jié) 果

2.1各組患者血清HIF-1α、ROS表達(dá)水平比較 慢性萎縮性胃炎組、胃癌組患者血清HIF-1α、ROS表達(dá)水平均高于慢性非萎縮性胃炎組,且胃癌組患者血清HIF-1α、ROS表達(dá)水平均高于慢性萎縮性胃炎組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 各組患者血清HIF-1α、ROS表達(dá)水平比較[M(P25,P75),μmol/L]

2.2不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清HIF-1α表達(dá)水平比較 不同性別、年齡患者血清HIF-1α表達(dá)水平比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);慢性萎縮性胃炎、胃癌Hp陽性及陰性患者HIF-1α表達(dá)水平比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);慢性非萎縮性胃炎Hp陽性及陰性患者HIF-1α表達(dá)水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清HIF-1α表達(dá)水平比較[M(P25,P75),μmol/L]

2.3不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清ROS表達(dá)水平比較 不同性別、年齡患者血清ROS表達(dá)水平比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);慢性萎縮性胃炎、胃癌Hp陽性及陰性患者ROS表達(dá)水平,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);慢性非萎縮性胃炎Hp陽性及陰性患者ROS表達(dá)水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表3 不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清ROS表達(dá)水平比較[M(P25,P75),μmol/L]

2.4慢性萎縮性胃炎及胃癌患者血清ROS表達(dá)水平與HIF-1α表達(dá)水平的相關(guān)性 慢性萎縮性胃炎及胃癌患者血清ROS表達(dá)水平與HIF-1α表達(dá)水平呈正相關(guān)(r=0.713,P<0.001)。

3 討 論

胃癌雖是由多因素引起的,但Hp感染為主要因素,使其成為靶向療法的靶點(diǎn),有研究證實(shí)了Hp治療對蒙古沙鼠胃癌的預(yù)防作用,根除Hp的沙鼠再患?xì)埼赴┑母怕蚀蟠笙陆礫11]。盧光榮等[12]最新研究結(jié)果表明,輕、中度胃黏膜腸上皮化生患者根除Hp后腸上皮化生程度較未根除Hp患者減輕;有研究表明,接受過Hp根除的早期胃癌患者異時(shí)性胃癌發(fā)生率較低,證明如果發(fā)現(xiàn)Hp感染應(yīng)及時(shí)進(jìn)行根除[13]。在胃癌這種缺氧環(huán)境下HIF-1α的表達(dá)水平增加會(huì)調(diào)節(jié)下游轉(zhuǎn)錄因子以及可以作為激活劑促進(jìn)微小RNA-421在胃癌細(xì)胞中高表達(dá),從而抑制細(xì)胞凋亡模式的開啟,促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展[14]。高國安等[15]發(fā)現(xiàn),HIF-1α蛋白在胃癌組織的陽性率高于癌旁組織,且HIF-1α的表達(dá)水平與患者臨床病理特征相關(guān),高表達(dá)HIF-1α的胃癌患者預(yù)后不良。有研究表明,ROS介導(dǎo)的脯氨酸羥化酶結(jié)構(gòu)域抑制和常氧條件下HIF-1α的穩(wěn)定,尤其是線粒體復(fù)合物Ⅲ產(chǎn)生的ROS負(fù)責(zé)在缺氧期間穩(wěn)定HIF-1α[16]。ROS和HIF-1α之間的信號傳導(dǎo)長期以來被認(rèn)為與許多疾病的病理學(xué)過程有關(guān),包括癌癥、炎癥性疾病和缺血性損傷。

本研究結(jié)果顯示,隨著胃黏膜病變嚴(yán)重程度的加劇,血清HIF-1α、ROS表達(dá)水平不斷升高,提示血清HIF-1α、ROS表達(dá)水平與胃黏膜病變嚴(yán)重程度有關(guān)。有研究表明,胃癌患者的臨床分期不同,HIF-1α、ROS的表達(dá)水平有所不同[17]。而血清HIF-1α、ROS在Hp陽性的慢性萎縮性胃炎和胃癌患者中的表達(dá)水平比Hp陰性的患者中的表達(dá)水平高,大多數(shù)人感染Hp后均沒有明顯的臨床表現(xiàn),但細(xì)胞均顯示慢性炎癥反應(yīng),通常由于免疫細(xì)胞在炎癥反應(yīng)部位浸潤過程中對氧氣的需求增加,導(dǎo)致發(fā)生炎癥反應(yīng)的組織出現(xiàn)局部缺氧[18],提示Hp感染可能通過多種機(jī)制過度產(chǎn)生HIF-1α和ROS。而LI等[19]研究也表明,胃上皮的Hp感染與ROS介導(dǎo)的HIF-1α穩(wěn)定被認(rèn)為可誘導(dǎo)增殖、抑制細(xì)胞死亡并最終有利于其癌變。此外,本研究相關(guān)性分析表明,慢性萎縮性胃炎及胃癌患者HIF-1α表達(dá)水平與ROS表達(dá)水平具有明顯相關(guān)性,與最近相關(guān)研究提出的ROS通過誘導(dǎo)磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶磷酸化在缺氧條件下增加HIF-1α的轉(zhuǎn)錄相符[20]。

綜上所述,本研究從Hp感染與HIF-1α及ROS相互影響的角度探討了胃癌發(fā)展的分子機(jī)制,其中慢性非萎縮性胃炎組患者Hp感染與HIF-1α、ROS表達(dá)水平均無關(guān),其主要局限性在于研究樣本量較少。而且本研究胃癌患者均為經(jīng)胃鏡及病理檢查診斷為早期胃癌的患者,缺少了與臨床較為常見的進(jìn)展期胃癌患者的HIF-1α和ROS對比;其次,患者均長期居住在青藏高原,代表性不強(qiáng),仍需多地區(qū)、大樣本的研究進(jìn)一步證明根除Hp的必要性。