食管癌患者血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平及其與氟尿嘧啶化療敏感性的關(guān)系

劉 咪,賀 娜,閆紅林,葉 娜,王凌雪

1.西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,陜西西安 710077;2.西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院內(nèi)鏡中心,陜西西安 710077;3.長(zhǎng)安醫(yī)院輸血科,陜西西安 710016

化療是食管癌治療中的重要環(huán)節(jié),在食管癌的化療常用藥物中,5-氟尿嘧啶通過抑制胸苷酸合成酶增加活性氧濃度,通過損傷腫瘤細(xì)胞DNA來誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[1-2]。然而,腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性具有較大差異,耐藥仍是腫瘤化療失敗的主要障礙之一[3]。缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)可激活多種缺氧反應(yīng)基因,加強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)缺氧環(huán)境的適應(yīng)過程[4]。血紅素加氧酶-1(HO-1)在抗氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)抑制、抗凋亡等生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用[5]。在病理?xiàng)l件下,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)經(jīng)誘導(dǎo)后將生成大量一氧化氮(NO),導(dǎo)致組織損傷[6]。既往關(guān)于食管癌患者氟尿嘧啶化療敏感性的研究較多,但對(duì)于HIF-1α、HO-1、iNOS水平與化療敏感性的關(guān)系相關(guān)研究較少[7]。基于此,本研究通過比較氟尿嘧啶化療前后食管癌患者血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平變化,探討其與化療敏感性的關(guān)系,旨在為臨床治療食管癌提供參考,現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年4月至2021年7月西安醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院(以下簡(jiǎn)稱本院)收治的102例初治食管癌患者作為食管癌組,其中男55例,女47例;年齡42～79歲,平均(62.88±10.33)歲;上胸段29例,中胸段48例,下胸段25例;臨床分期:Ⅱ期39例,Ⅲ期42例,Ⅳ期21例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)經(jīng)病理活檢證實(shí)為原發(fā)性食管鱗狀細(xì)胞癌,于本院初治,采用氟尿嘧啶輔助化療;(2)卡氏功能狀態(tài)(KPS)評(píng)分≥70分;(3)既往未接受過放化療或手術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并嚴(yán)重器質(zhì)性疾病;(2)合并對(duì)免疫產(chǎn)生影響的慢性疾病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡等;(3)近期有感染史;(4)食管穿孔形成;(5)合并其他惡性腫瘤;(6)預(yù)計(jì)生存時(shí)間不足3個(gè)月。所有研究對(duì)象均自愿參與本研究,本研究符合赫爾辛基宣言,且經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2方法

1.2.1化療 食管癌患者接受氟尿嘧啶化療,5-氟尿嘧啶(廠家:天津金耀藥業(yè)有限公司,批準(zhǔn)文號(hào):國(guó)藥準(zhǔn)字H12020959)溶于250 mL 0.9%氯化鈉注射液中,0.5 g/d,第1～5天連續(xù)輸注,治療2周后,停藥1周,以3周為1個(gè)療程。在此基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用多西他賽(廠家:湖北華源世紀(jì)藥業(yè)有限公司,批準(zhǔn)文號(hào):國(guó)藥準(zhǔn)字H20083578),每個(gè)療程第1天以 35 mg/m2輸注2 h,每3周重復(fù)使用。在第3次化療結(jié)束后進(jìn)行手術(shù)。

1.2.2血清指標(biāo)檢測(cè) 食管癌組于化療前、3次化療結(jié)束后分別抽取空腹靜脈血4 mL,室溫條件下離心,分離血清,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平,試劑盒購(gòu)自上海朗頓生物科技有限公司。

1.3療效評(píng)價(jià) 采用國(guó)際抗癌聯(lián)盟制定的腫瘤近期療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[8]進(jìn)行療效評(píng)價(jià):完全緩解(CR)指X線食管鋇餐造影及CT檢查結(jié)果可見食管部位腫瘤消失;部分緩解(PR)指食管部位腫瘤縮小程度在50%及以上;穩(wěn)定(SD)指X線食管鋇餐造影及CT檢查結(jié)果顯示腫瘤縮小程度<50%或增大程度≤25%;進(jìn)展(PD)指X線食管鋇餐造影和CT檢查顯示腫瘤增大程度>25%。CR與PR患者為治療有效患者。

2 結(jié) 果

2.1不同臨床特征食管癌患者化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平比較 食管癌患者血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平分別為(192.75±49.93)ng/mL、(4.47±1.05)μg/L、(71.93±19.75)U/L。不同性別、年齡、病變部位、腫瘤最大徑食管癌患者化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);低分化、TNM分期為Ⅳ期、有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移食管癌患者血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平高于中、高分化,TNM分期為Ⅱ、Ⅲ期,無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同臨床特征食管癌患者化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平比較

2.2食管癌患者氟尿嘧啶化療療效 102例食管癌患者療效評(píng)價(jià)結(jié)果為CR者11例,PR者69例,SD者16例,PD者6例,其中治療有效者80例,治療有效率為78.43%;治療無效22例,治療無效率為21.57%。

2.3不同療效患者化療前后血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平比較 化療有效患者化療前及化療后血清HIF-1α、HO-1水平均低于化療無效患者,且化療有效患者化療前后差值大于化療無效患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);化療有效患者化療前血清iNOS水平高于化療無效患者,化療有效患者化療前后差值大于化療無效患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);化療有效患者與化療無效患者化療后血清iNOS水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同療效患者化療前后血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平比較

2.4化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平對(duì)化療療效的預(yù)測(cè)價(jià)值 化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS聯(lián)合檢測(cè)預(yù)測(cè)氟尿嘧啶化療療效的曲線下面積(AUC)為0.859,明顯高于3項(xiàng)指標(biāo)單獨(dú)檢測(cè)的AUC(P<0.05)。見表3、圖1。

圖1 化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平預(yù)測(cè)化療療效的ROC曲線

表3 化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS水平對(duì)化療療效的預(yù)測(cè)價(jià)值

2.5不同臨床特征患者療效比較 不同性別、年齡、病變部位、腫瘤最大徑、病理分級(jí)、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)患者療效比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);化療前血清HIF-1α、HO-1高表達(dá)及iNOS低表達(dá)患者有效患者比例分別低于化療前血清HIF-1α、HO-1低表達(dá)及iNOS高表達(dá)患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

2.6化療近期療效的影響因素分析 將上述差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素納入多因素?zé)o序多分類Logistic回歸模型,以患者氟尿嘧啶化療敏感性作為因變量,以上述差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素作為自變量,并進(jìn)行賦值,化療前血清HIF-1α<200.60 ng/mL=0,≥200.60 ng/mL=1;HO-1<4.70 μg/L=0,≥4.70 μg/L=1;iNOS<69.00 U/L=0,≥69.00 U/L=1。無序多分類Logisitic回歸分析顯示化療前HIF-1α≥200.60 ng/mL、HO-1≥4.70 μg/L是氟尿嘧啶化療耐藥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05),iNOS≥69.00 U/L是氟尿嘧啶化療敏感的保護(hù)因素(P<0.05)。見表5。

表5 化療近期療效的影響因素分析

3 討 論

化療是食管癌綜合治療的重要手段,然而,不同臨床特征食管癌患者對(duì)化療藥物的敏感性存在明顯差異,如何有效預(yù)測(cè)食管癌患者對(duì)化療藥物的敏感性,指導(dǎo)針對(duì)性化療方案制訂,對(duì)患者預(yù)后改善具有重要意義[9]。

HIF-1α高表達(dá)狀態(tài)有利于腫瘤細(xì)胞對(duì)于缺氧環(huán)境的適應(yīng),從而促使腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移[10-12]。本研究結(jié)果顯示,食管癌患者血清HIF-1α水平呈高表達(dá),且不同TNM分期、病理分級(jí)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)患者血清HIF-1α水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。金磊等[13]研究表明,HIF-1α誘導(dǎo)表達(dá)具有抗腫瘤細(xì)胞凋亡、降低化療敏感性的作用。本研究中氟尿嘧啶化療有效患者化療前及化療后血清HIF-1α水平均低于無效患者,HIF-1α≥200.60 ng/mL是食管癌患者氟尿嘧啶化療耐藥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05),與上述研究結(jié)果一致,分析原因可能在于HIF-1α調(diào)控某些參與DNA修復(fù)過程的因子表達(dá),化療藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞損傷無法限制,并通過促進(jìn)無氧代謝使殘留腫瘤細(xì)胞得到必要生存條件,通過抗凋亡促進(jìn)腫瘤血管生成,降低化療敏感性[14]。本研究中化療前患者血清HIF-1α水平預(yù)測(cè)氟尿嘧啶化療療效的AUC為0.749,具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值,臨床血清HIF-1α檢測(cè)可在一定程度上推測(cè)患者對(duì)氟尿嘧啶化療的敏感程度。

HO-1作為抗氧化防御酶,具有抗感染、抗氧化應(yīng)激、抗凋亡等一系列生理功能[15-16]。本研究中TNM分期為Ⅳ期、低分化、有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移食管癌患者血清HO-1水平明顯高于TNM分期Ⅱ、Ⅲ期,中、高分化,無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者,表明HO-1可能作為促癌因子參與食管癌發(fā)生、發(fā)展。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明,使用HO-1抑制劑ZnppIX可增強(qiáng)肺癌、結(jié)腸癌細(xì)胞化療敏感性,減緩腫瘤生長(zhǎng)速度[17]。本研究中化療后患者血清HO-1水平較化療前降低,提示氟尿嘧啶化療可能通過抑制HO-1表達(dá),減少腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移。與此同時(shí)本研究結(jié)果顯示,氟尿嘧啶化療有效患者化療前及化療后血清HO-1水平均低于化療無效患者,說明HO-1高表達(dá)可降低氟尿嘧啶化療敏感性。分析HO-1參與影響腫瘤耐藥的機(jī)制:(1)HO-1高表達(dá)常伴隨多藥耐藥蛋白及相關(guān)蛋白表達(dá)增加,降低癌細(xì)胞化療敏感性;(2)氟尿嘧啶化療誘導(dǎo)生成大量活性氧殺傷癌細(xì)胞,同時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生的HO-1具有活性氧清除作用,這也是細(xì)胞獲得性耐藥的重要原因之一;(3)HO-1可激活多種抗凋亡通路[18]。本研究中化療前患者血清HO-1水平預(yù)測(cè)氟尿嘧啶化療療效的AUC為0.738,具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值,臨床血清HO-1檢測(cè)可在一定程度上推測(cè)患者對(duì)氟尿嘧啶化療的敏感性。

iNOS主要高表達(dá)于缺血、缺氧及損傷狀態(tài)下,通過催化NO合成發(fā)揮重要生理功能。本研究結(jié)果顯示,食管癌患者血清iNOS高表達(dá)與TNM分期高、病理分級(jí)低、有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。PEREIRA等[19]的研究顯示,NO抑制劑可加強(qiáng)缺氧誘導(dǎo)的腫瘤耐藥性,其原因可能在于內(nèi)源性NO合成被抑制,對(duì)于多種化療藥物,NO均被認(rèn)為是化學(xué)敏感性增強(qiáng)關(guān)鍵因子。本研究中氟尿嘧啶化療有效患者化療前血清iNOS水平高于無效患者,說明iNOS高表達(dá)可增強(qiáng)氟尿嘧啶化療敏感性,原因可能在于iNOS高表達(dá)狀態(tài)下,NO生成增多,促使SIRT1蛋白半胱氨酸巰基S-亞硝基化,降低對(duì)抑癌基因p53的去乙酰化能力,促進(jìn)p53乙酰化,促進(jìn)細(xì)胞凋亡[20]。本研究中化療前患者血清iNOS預(yù)測(cè)氟尿嘧啶化療療效的AUC為0.739,臨床血清iNOS檢測(cè)可在一定程度上反映患者對(duì)氟尿嘧啶化療的敏感性,臨床可通過iNOS表達(dá)增加,提髙食管癌細(xì)胞對(duì)氟尿嘧啶化療的敏感性,實(shí)現(xiàn)耐藥逆轉(zhuǎn)。

本研究無序多分類Logistic回歸分析結(jié)果顯示,化療前HIF-1α≥200.60 ng/mL、HO-1≥4.70 μg/L是氟尿嘧啶化療耐藥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05),化療前iNOS≥69.00 U/L是氟尿嘧啶化療敏感的保護(hù)因素(P<0.05),化療前血清HIF-1α、HO-1、iNOS聯(lián)合檢測(cè)預(yù)測(cè)氟尿嘧啶化療療效的AUC為0.859,高于3項(xiàng)指標(biāo)單獨(dú)檢測(cè)的AUC,預(yù)測(cè)效能較高,可在一定程度上指導(dǎo)臨床食管癌采用氟尿嘧啶化療。

本研究不足之處在于僅從血清層面分析血清HIF-1α、HO-1、iNOS表達(dá)及與氟尿嘧啶化療敏感性的關(guān)系,此外未對(duì)HIF-1α、HO-1、iNOS水平調(diào)節(jié)結(jié)合化療是否會(huì)獲得更佳的食管癌腫瘤治療療效做進(jìn)一步研究,后續(xù)可進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)探討。

綜上所述,食管癌患者血清HIF-1α、HO-1、iNOS高表達(dá)與TNM分期、病理分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),化療前HIF-1α、HO-1低表達(dá),iNOS高表達(dá)患者具有更強(qiáng)的氟尿嘧啶化療敏感性,可在一定程度上用于指導(dǎo)臨床化療。