Nrf2與NF-κB對(duì)鼻咽癌患者放射性黏膜炎的交互作用及預(yù)測(cè)效能

楊衛(wèi)林, 王 驍, 顧 培, 潘德鍵

(1聯(lián)勤保障部隊(duì)第904醫(yī)院血液腫瘤科, 江蘇 無(wú)錫 214000; 2南通大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科, 江蘇 南通 226000)

鼻咽癌是發(fā)生在鼻咽部黏膜上皮的一種惡性腫瘤。國(guó)家癌癥中心2023年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)鼻咽癌新發(fā)病例約4.46萬(wàn)例,病死2.42萬(wàn)例,發(fā)病率居惡性腫瘤發(fā)病順位第20位[1]。目前放療是臨床治療鼻咽癌的重要手段,盡管療效顯著,但放療同時(shí)會(huì)損害正常組織細(xì)胞,副作用明顯,其中放射性黏膜炎較為常見(jiàn)。盡管鼻咽癌患者放療過(guò)程中給予谷氨酰胺、咪康唑口腔貼片等可減輕放射性黏膜炎損傷程度,但仍有80%以上的患者會(huì)在放療的第二周開(kāi)始出現(xiàn)放射性黏膜炎癥狀,甚至仍有40%的患者會(huì)因口腔黏膜潰瘍、無(wú)法進(jìn)食等改變治療計(jì)劃,影響整體治療效果[2]。

核轉(zhuǎn)錄因子紅系2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是堿性亮氨酸拉鏈蛋白家族的重要成員,在損傷及炎癥過(guò)程中,Nrf2可通過(guò)促使抗氧化蛋白的表達(dá)而保護(hù)組織細(xì)胞[3];核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是一種重要的核轉(zhuǎn)錄因子,有報(bào)道顯示,在黏膜細(xì)胞損傷的炎癥過(guò)程中,NF-κB作為重要的轉(zhuǎn)錄介質(zhì),可調(diào)控腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等200多種促炎細(xì)胞因子的表達(dá)[4]。卞中博等[5]研究表明,通過(guò)調(diào)控Nrf2/NF-κB有助于預(yù)防或治療炎癥性疾病。本研究旨在探討Nrf2與NF-κB對(duì)鼻咽癌放射性黏膜炎的交互作用及預(yù)測(cè)效能,現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象選取2021年8月至2023年2月聯(lián)勤保障部隊(duì)第904醫(yī)院與南通大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院收治的116例鼻咽癌患者作為研究對(duì)象。男性71例,女性45例,年齡44～71歲,平均年齡(50.10±2.79)歲;體重指數(shù)(BMI)17.8～27.6 kg/m2,平均BMI(23.31±1.68)kg/m2;中國(guó)鼻咽癌分期2017版分期[6]:Ⅱ期34例,Ⅲ期63例,Ⅳ期19例。(1)納入標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)文獻(xiàn)[7]診斷標(biāo)準(zhǔn)確診;年齡≥18周歲;預(yù)計(jì)生存時(shí)間≥6個(gè)月;Karnofsky評(píng)分≥70分;均接受放療治療;無(wú)肝腎功能異常;患者、家屬知情研究?jī)?nèi)容,簽署同意書(shū)。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):合并其他腫瘤疾病者;哺乳及妊娠期女性;精神疾病者;入組前已接受治療者;急、慢性感染性疾病者。

1.2 方法

1.2.1 治療及分組 均采取頭頸肩熱記憶膜固定,調(diào)強(qiáng)放療,6 MVX射線,視具體情況增加電子線,常規(guī)勾畫(huà)靶區(qū)。劑量:原發(fā)灶的大體腫瘤靶區(qū)劑量為66.0～71.4 Gy/(30～33次)。頸部淋巴結(jié)劑量為60.0 Gy/(30～32次)。高危、低危臨床靶區(qū)劑量依次為60.0 Gy/(30～32次)、54.0 Gy/(30～32次)。患者接受新輔助化療降期治療,根據(jù)化療前影像勾畫(huà)靶區(qū)包膜無(wú)侵襲者則按新輔助化療后實(shí)際退縮情況勾畫(huà),若包膜受侵按新輔助化療后的影像勾畫(huà),同時(shí)包含化療前影像所顯示外侵區(qū),針對(duì)鼻腔中病灶突出者,根據(jù)化療后退縮情況勾畫(huà)。完成放療計(jì)劃,若淋巴引流取殘留腫大淋巴結(jié),則按影像學(xué)所示淋巴結(jié)大小、深度選取適宜的電子線單野推量照射,最大劑量84 Gy。

放療3周根據(jù)文獻(xiàn)[8]標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估放射性黏膜炎發(fā)生情況:0級(jí):無(wú)癥狀;1級(jí):疼痛或/和紅斑;2級(jí):紅斑、潰瘍、可進(jìn)食固體食物;3級(jí):潰瘍,僅進(jìn)行流食;4級(jí):無(wú)法進(jìn)食。0級(jí)為無(wú)癥狀組,1～2級(jí)為輕度組,3～4級(jí)為重度組。

1.2.2 檢測(cè)方法 于放療前、放療1周、放療3周,用非抗凝真空管采集患者清晨空腹肘靜脈血4 mL,離心15 min(半徑8 cm,轉(zhuǎn)速3 500 r/min),取上層血清,上海江萊生物科技有限公司Nrf2酶聯(lián)免疫試劑盒、上海一研生物科技有限公司NF-κB酶聯(lián)免疫試劑盒分別檢測(cè)Nrf2、NF-κB水平。由同一資深檢驗(yàn)科技師參照試劑盒說(shuō)明書(shū)步驟規(guī)范完成,Nrf2、NF-κB均采用酶聯(lián)免疫法規(guī)范檢測(cè)3次,取均值。

1.3 觀察指標(biāo)(1)對(duì)比3組血清Nrf2、NF-κB水平。(2)分析血清Nrf2、NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生的相關(guān)性。(3)重度放射性黏膜炎發(fā)生的影響因素分析。(4)Nrf2與NF-κB對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生的交互作用。(5)分析血清Nrf2、NF-κB水平對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值。

2 結(jié)果

2.1 3組血清Nrf2、NF-κB水平比較116例鼻咽癌患者放療3周后放射性黏膜炎發(fā)生情況:0級(jí)21例,1級(jí)31例,2級(jí)24例,3級(jí)22例,4級(jí)18例,即無(wú)癥狀組21例,輕度組55例,重度組40例。3組放療前、放療1周、放療3周血清Nrf2、NF-κB水平經(jīng)單因素方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);經(jīng)兩兩比較,重度組血清Nrf2水平低于輕度組、無(wú)癥狀組,血清NF-κB水平高于輕度組、無(wú)癥狀組,輕度組血清Nrf2水平低于無(wú)癥狀組,血清NF-κB水平高于無(wú)癥狀組(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1 3組血清Nrf2、NF-κB水平比較

2.2 血清Nrf2、NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生的相關(guān)性分析經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析,放療前血清Nrf2水平與放射性黏膜炎發(fā)生呈低度負(fù)相關(guān)(r=-0.452,P<0.001),放療1周血清Nrf2水平與放射性黏膜炎發(fā)生呈中度負(fù)相關(guān)(r=-0.586,P<0.001),放療3周血清Nrf2水平與放射性黏膜炎發(fā)生呈中度負(fù)相關(guān)(r=-0.620,P<0.001);放療前血清NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生呈低度正相關(guān)(r=0.475,P<0.001),放療1周血清NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生呈中度正相關(guān)(r=0.541,P<0.001),放療3周血清NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生呈中度正相關(guān)(r=0.619,P<0.001)。見(jiàn)圖1、2。

圖1 血清Nrf2水平與放射性黏膜炎發(fā)生的相關(guān)性

圖2 血清NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生的相關(guān)性

2.3 重度放射性黏膜炎發(fā)生的單因素分析重度與非重度放射性黏膜炎患者間性別、年齡、BMI、中國(guó)鼻咽癌分期2017版分期、病理類(lèi)型、飲酒史比率對(duì)比,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);重度放射性黏膜炎患者吸煙史比率、口腔pH值≤6.6比率、同步化療比率、放療劑量、放療前血清NF-κB水平、放療1周血清NF-κB水平高于非重度放射性黏膜炎患者,預(yù)防性用藥比率、放療前血清Nrf2水平、放療1周血清Nrf2水平低于非重度放射性黏膜炎患者(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 重度放射性黏膜炎發(fā)生的單因素分析

2.4 重度放射性黏膜炎發(fā)生的獨(dú)立影響因素分析將表2中P<0.05的項(xiàng)目作為自變量,重度放射性黏膜炎發(fā)生情況作為因變量(賦值見(jiàn)表3),首先進(jìn)行多重共線性檢驗(yàn),自變量間不存在多重共線性(均VIF<5)。繼續(xù)進(jìn)行多因素Logistic回歸分析,結(jié)果顯示,口腔pH值、同步化療、預(yù)防性用藥對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)無(wú)顯著影響(P>0.05),預(yù)防性用藥、放療1周血清Nrf2水平是重度放射性黏膜炎發(fā)生的獨(dú)立保護(hù)因素,吸煙史、放療劑量、放療1周血清NF-κB水平是重度放射性黏膜炎發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05),見(jiàn)表4。

表3 自變量及因變量賦值說(shuō)明

表4 重度放射性黏膜炎發(fā)生的獨(dú)立影響因素分析

2.5 血清Nrf2、NF-κB水平對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值繪制ROC曲線顯示,血清Nrf2、NF-κB水平聯(lián)合預(yù)測(cè)重度放射性黏膜炎發(fā)生的AUC值為0.829,大于血清Nrf2(Z=2.519,P=0.012)、NF-κB(Z=2.084,P=0.037)水平單獨(dú)預(yù)測(cè)的AUC值0.730、0.764(P<0.05),見(jiàn)表5和圖3。

圖3 血清Nrf2、NF-κB水平預(yù)測(cè)重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的ROC曲線

表5 血清Nrf2、NF-κB水平對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值

2.6 Nrf2、NF-κB在重度放射性黏膜炎發(fā)生中的交互作用利用enter法將Nrf2、NF-κB及二者交互項(xiàng)納入Logsitic回歸模型,根據(jù)相乘交互模型結(jié)果顯示,Nrf2與NF-κB的無(wú)相乘交互作用(P>0.05);相加交互模型顯示,Nrf2與NF-κB對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生存在拮抗作用(S<1),在Nrf2與NF-κB共存的重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)中,約31.6%是由二者交互作用所致。見(jiàn)表6。

表6 Nrf2與NF-κB對(duì)重度放射性黏膜炎發(fā)生的交互作用

3 討論

目前認(rèn)為鼻咽癌患者放療期間發(fā)生放射性黏膜炎可能由一系列互相關(guān)聯(lián)及重疊的因素誘發(fā)[9]。放射性黏膜炎的發(fā)生分起始、信號(hào)傳導(dǎo)、信號(hào)放大、潰瘍形成、愈合5個(gè)階段,有研究指出,在起始階段,除直接細(xì)胞DNA損傷外,電離輻射所致組織細(xì)胞釋放活性氧是放射性黏膜炎生理生化反應(yīng)的重要信號(hào)分子[10]。

Nrf2是在氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)中發(fā)揮抗氧化作用的重要轉(zhuǎn)錄因子。研究證實(shí),當(dāng)出現(xiàn)氧化應(yīng)激時(shí),Nrf2可被釋放進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)控血紅素加氧酶-1等下游抗氧化基因轉(zhuǎn)錄,繼而減輕機(jī)體氧化應(yīng)激[11-12]。本研究結(jié)果顯示,無(wú)論放療前,還是放療1周,放射性黏膜炎癥狀越嚴(yán)重的患者,血清Nrf2水平越低,且放療前血清Nrf2水平與放射性黏膜炎嚴(yán)重程度呈低度負(fù)相關(guān)(r=-0.452),而放療1周、放療3周血清Nrf2水平與放射性黏膜炎嚴(yán)重程度呈中度負(fù)相關(guān)(r=-0.586、-0.620),提示鼻咽癌患者血清Nrf2水平可能與放療期間放射性黏膜炎的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。分析機(jī)制可能是當(dāng)機(jī)體在過(guò)度氧負(fù)荷下,活性氧自由基過(guò)度形成,或抗氧化物質(zhì)活性降低,導(dǎo)致氧化-抗氧化平衡傾向于氧化,即氧化應(yīng)激與癌癥啟動(dòng)及發(fā)展存在劑量-效應(yīng)關(guān)系,而Nrf2作為一種抗氧化應(yīng)激的重要轉(zhuǎn)錄因子,可能會(huì)在鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展中被過(guò)度消耗或激活被抑制[13-14],而鼻咽癌放療過(guò)程中,起始階段口腔黏膜組織內(nèi)發(fā)生水離解會(huì)大量生成以氧自由基為代表的活性氧加重Nrf2的消耗,口腔黏膜組織細(xì)胞難以在氧化應(yīng)激中被有效保護(hù),繼而發(fā)生潰瘍。多因素Logistic回歸分析也發(fā)現(xiàn),血清Nrf2水平升高是鼻咽癌患者放療過(guò)程中發(fā)生重度放射性黏膜炎的獨(dú)立保護(hù)因素,說(shuō)明血清Nrf2水平與放射性黏膜炎的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,或可成為臨床的早期預(yù)警指標(biāo)。

NF-κB是炎癥過(guò)程的主要轉(zhuǎn)錄介質(zhì),在炎癥因子瀑布級(jí)聯(lián)反應(yīng)中起到重要的調(diào)節(jié)作用。Li等[15]研究指出,NF-κB不僅直接調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等促炎細(xì)胞因子的生成,還參與放射線誘發(fā)的肝損傷的信號(hào)放大過(guò)程,通過(guò)姜黃素抑制NF-κB活性可減少輻射引起的肝損傷。本研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)血清NF-κB水平較高時(shí),則更易發(fā)生放射性黏膜炎。此與上述研究結(jié)論一致,但尚缺乏研究論證血清NF-κB水平是否可為臨床前期預(yù)防提供參考。本研究的Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn),放療前血清NF-κB水平與放射性黏膜炎嚴(yán)重程度呈低度正相關(guān),放療1周血清NF-κB水平與放射性黏膜炎嚴(yán)重程度呈高度負(fù)相關(guān)(P<0.05),初步說(shuō)明血清NF-κB水平可能與鼻咽癌患者放療過(guò)程中放射性黏膜炎的發(fā)生存在密切關(guān)系。但也有研究指出,有吸煙史、口腔pH值、使用口腔黏膜保護(hù)劑等均與放射性黏膜炎的發(fā)生有關(guān)[16-18]。本研究還發(fā)現(xiàn),放療3周時(shí)血清NF-κB水平與放射性黏膜炎發(fā)生的相關(guān)性更明顯(r=0.619),說(shuō)明NF-κB可能參與放射性黏膜炎的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。單因素分析也發(fā)現(xiàn),吸煙史、口腔pH值、同步化療等均是鼻咽癌患者放療期間發(fā)生放射性黏膜炎的影響因素,此與上述研究存在一定差異。但進(jìn)一步多因素Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)控制吸煙史、放療劑量為固定變量時(shí),血清Nrf2水平每升高1個(gè)單位,重度放射性黏膜炎發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加0.472倍,血清NF-κB水平每升高1個(gè)單位,重度放射性黏膜炎發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加1.215倍。分析相關(guān)機(jī)制,可能是Nrf2激活后主要通過(guò)上調(diào)上百種抗氧化基因的表達(dá)而清除機(jī)體組織過(guò)量生成的活性氧,而活性氧的清除有助于抑制NF-κB激活,繼而緩解過(guò)度炎癥[19-20]。上述研究說(shuō)明,血清Nrf2、NF-κB水平是重度放射性黏膜炎發(fā)生的獨(dú)立影響因素。ROC分析發(fā)現(xiàn),血清Nrf2、NF-κB水平聯(lián)合預(yù)測(cè)重度放射性黏膜炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的AUC值為0.829,具有較高預(yù)測(cè)效能。

綜上所述,鼻咽癌患者血清Nrf2、NF-κB水平變化與放射性黏膜炎發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,通過(guò)檢測(cè)二者水平變化可為臨床預(yù)測(cè)重度放射性黏膜炎的發(fā)生提供參考依據(jù),且Nrf2低水平和NF-κB高水平對(duì)重度放射性黏膜炎的發(fā)生具有協(xié)同交互作用,臨床需重視Nrf2水平的降低及NF-κB水平的升高。