乳腺癌中MMP的表达和预后

乳腺癌中MMP的表达和预后：已出版的数据分析,爱尔兰都柏林2008.3Annals of OncologyIF:5.647,Introduction,传统上，人类MMPs是23个成员组成的家 族，和细胞外基质的重塑有关。因为其和ECM有关，所以MMPs和肿瘤的 侵袭转移有关。和这个假设相一致的是，模式系统各种数 据表明特殊的MMPs和转移的相关性是有 原因的。,MMPs和肿瘤播散的相关性促进了TIMP 用于恶性肿瘤治疗的发展。尽管这些抑制剂可减少或阻断动物模型中肿瘤的转 移，因为其较弱的有效性和较强的 毒副作用，所以来自临床试验的结果却是 令人失望的。确实，一些研究数据表明TIMP能促进肿瘤 的演进。,这些令人失望的发现促进了肿瘤中MMP作用 的再次思考，也提示了亚临床模型中特异性 MMP的详细研究。然而有一点令人惊讶的是：研究表明一些MMP（比如MMP-3和-8），至少在某些情况下，并不 是促进肿瘤作用，而是起着抑制肿瘤的作用。因此，本研究认为：在动物模型中，一些MMP 促进肿瘤形成、进展，其他的一些抑制这一过程。,如果TIMP用于肿瘤的治疗，重要的是知道 哪些成员起到促进作用，而哪些成员起到 抑制恶性肿瘤的作用。为了说明这个问题，我们采用出版的数据 针对乳腺癌中17个MMP进行了详细的研究。符合肿瘤形成、进展作用的MMP中，我们 发现5个MMP（MMP-1,-9,-12,-14,-15）的 高表达预示着较差的预后。所有研究的MMPs中（也就是起到抗肿瘤作 用的MMP）没有一个和较好的预后相关。,materials and methods,肿瘤分析数据是来自先前出版的数据，这些数据是295例连续诊断为乳腺癌的女性。所有的患者都进行了改良根治性乳房切除术或者保乳术，如果有指征进行化疗。151例淋巴结阴性患者中的10例和144例淋巴结阳性患者中的120例进行辅助全身治疗（90例接受化疗，20例接受荷尔蒙治疗，20例接受化疗与荷尔蒙治疗相结合）。所有患者平均随访6.7年（0.05-18.3年）。,Table 1.连续的295例原发乳腺癌患者的临床特征,由于MMP浓度不是正态分布，所以进行非参数分析。Mann-Whitney U检验用于MMP水平和临床病例变量相关性的分析（HR状态、肿瘤分级、肿瘤尺寸、淋巴结状态）。对于患者预后分析，所有的MMP作为持续变量，采用对数率值分析。其优势是能保护所有的信息，防止任意断开点。所有的单变量和多变量分析都采用Cox比例危险率模型。描述观察结果的风险值采用95%的可信区间。所有的p值都是双面的。多变量比例风险率模型包括统计学上有意义的在0.01水平的单变量分析中的MMP。采用低P值是因为本研究中变量数量过多。为了获得最终模型采用分步和回归方法。所有的数据采用SPSS11.0分析。,统计分析,results,一、MMP mMRNA表达和肿瘤特征的关系,17例mRNA水平都和ER状态、肿瘤尺寸、肿瘤级别、淋巴结状态相关（Table 2）。和ER阳性肿瘤相比，ER阴性肿瘤的一些MMP（比如MMP-1,-7,-9,-10,-12,-15）MMP-11?显著的增加。和2cm的肿瘤相比，2cm的肿瘤中只有MMP-1的水平显著的增加。和1级、2级肿瘤相比，3级肿瘤MMP-1,-9,-12,-15的表达较高。和淋巴结阴性的肿瘤相比，淋巴结阳性中只有MMP-10的表达增加。,Table 2微点阵测量的17个MMP中位对数比率水平和基本肿瘤特征的关系,二、MMP mMRNA表达和肿瘤分子亚型的关系,微阵列基因表达研究已经鉴定出5种乳腺癌5种新的分子亚型，比如luminal A, luminal B, human epidermal growth factor receptor-2 (HER-2), normal beast like and basal like。basal type包括都缺乏ER、PR、HER-2的肿瘤，也就是说三元受体阴性。不像其他的亚型，basal type没有靶向疗法。因此我们将basal肿瘤和非basal肿瘤的不同MMP进行比较，试图为basal亚型治疗找到潜在新靶点。table 3列出了这些亚群患者的治疗方法。这如table 4所示，和其他亚群相比，basal type组MMP-1,-7,-9,-12,-15的表达有意义的增高。,table 3 原发乳腺癌295位连续 患者的治疗方法,table 4 MMP mRNA表达和乳腺癌亚群的关系,三、不同MMP中mMRNA表达的关系,每一个MMP的表达水平和其他的MMP相关（table 5）。正如所见，发现MMP之间很多有统计学意义但是比较弱，关系比较强的是MMP-2和MMP-11、-13、-14，MMP-13和MMP-14。,table 5 MMP家族成员间mRNA的关系,四、MMP mRNA表达和总存活数的关系,每一个MMP作为一个连续的变量，和患者预后相关。 (table 6)采用单变量分析，MMP-1,-9,-12,-14,-15表达的增加和较差的总生存率之间存在有意义的相关性。将单变量分析有意义的每一个MMP进行多变量模型分析（包括肿瘤尺寸、肿瘤级别、淋巴结状态、ER状态）。在接下来的多变量分析中，只有MMP-14和患者的预后具有显著的相关性（table 7）,数据分析中295例中约半数接受一些形式的辅助全身治疗。对于这些患者，不能确定的是：是否这些变量研究者是由于治疗反应。为了确定这些MMP是否真的是纯粹的预后因素，将没有接受全身辅助治疗的患者再次和预后的相关性进行分析（table 6）。除了MMP-9，所有的MMP都和较差的预后相关，MMP-9在二者之间相反。,table 6 在总体患者和没有接受全身辅助治疗的患者中，MMP表达和总存活率之间的相关性,table 7 乳腺癌中MMP-14 mRNA和总存活数之间的关系,Discussion,先前已经有一些研究关于独立MMPs对不同肿瘤的潜在预后影响：这些研究大部分是回顾性的，而且样本量较小在不同的研究中，各种不同的截点值是用于区分患者结局好坏的标志。这些研究没有确定患者群。此外，在这些研究中，关于多少患者接受了系统辅助疗法并不确定，因此也很难区分潜在的预后和潜在的预兆性影响。,因此，当前这些研究是矛盾的，没有清楚的定义 关于任何肿瘤中任何MMP的预后影响。,本研究的出版数据是目前为止关于人类肿瘤MMPs研究中最广泛的。定义患者群采用详细的肿瘤特征和全身辅助治疗发面。最重要的是这个选择的过程，是连续诊断为乳腺癌的295个新患者。此外，为了研究不同MMPs的单纯预后影响，我们也分析了没有进行全身辅助治疗的患者。,在研究的17个MMP中，只有5个，也就是MMP-1,-9,-12,-14,-15和较差的预后具有显著的相关性。在这些MMPs中，除了MMP-9，其他也和没有经过系统辅助治疗的患者的预后相关，这表明这些是乳腺癌单纯的预后因素。这5个MMPs和单变量分析（单变量分析包括肿瘤尺寸、肿瘤级别、淋巴结装填、ER状态）的结果相关，只有MMP-14作为独立的预后预测因素。,本研究中大部分的MMP和不利的预后有关，这些在先前研究中作为乳腺癌预后因素已经证明。cheng等在85个患者的样本中，随访的中位数时间是38个月，报道了MMP-1 mRNA的水平升高时乳腺癌患者较差预后的危险因素。在其他的研究中，MMP-1是作为潜在的标记物用于鉴定非恶性乳腺癌和乳腺浸润癌。在一个乳腺癌的临床前模型中，发现MMP-1能促进向骨和肺的转移。事实上，MMP-1只是乳腺癌播散到肺这个多步骤过程中相关四个基因中的一个，这个多步骤过程不仅促进早期肿瘤的生长，也促进肿瘤细胞播散到脉管系统、定居于肺、转移灶的渗出和生长。将这些研究放在一起，和乳腺癌中MMP-1的作用相符合。,本研究中新颖的发现是和nonbasal type相比，在basal type肿瘤中MMP-1表达的上调。正如上所述，在nonbasal subtype中存在靶向治疗，比如荷尔蒙治疗普遍用于luminal A和B，因为这两型的患者表达ER，而曲妥珠单抗（抗肿瘤药物）可能用于HER-2型患者。当前用于basal type患者的唯一全身疗法是化疗。因此当前研究对于basal type 乳腺癌的新靶位治疗具有可参考的价值。我们的发现表明MMP-1可能作为一个新的靶位。,一系列的研究证明MMP-9和乳腺癌患者的预后相关。用淋巴结阴性的患者的免疫组化分析，LI等表明MMP-9表达增加和无复发存活间具有相关性，但是和OS间没有相关性。Rahko等采用免疫组化发现MMP-9不能作为预测预后的指标，单数和ER阴性亚群患者的较差预后相关。和这些发现相反，Scorilas等通过84例淋巴结阴性患者的研究发现MMP-9表达水平增加和较好的预后相关。然而在其他的研究中，间质MMP-9的表达和ER阴性亚群患者的较差预后相关，但是肿瘤细胞MMP-9的表达和较好的预后相关。,本研究有趣的是，MMP-9在整体样本中作为预后因子，但是在没有经过全身辅助治疗的患者中，其和预后没有显著的相关性。这一发现表明，MMP-9是否作为预后因素和患者是否接受全身辅助治疗相关。在动物模型中，尽管大部分的研究表明MMP-9促进转移，但是也有几 个研究表明MMP-9作为抗恶性肿瘤的预后因素。,和MMP-9相比，几乎没有研究关于肿瘤中MMP-12的表达，尤其在乳腺癌中。然而MMP-12在结直肠癌中作为一个较好的预后因素，在非小细胞肺癌中作为一个较差的预后因素。在外阴的鳞癌中，恶性细胞中的MMP-12是保护性作用的，而其在巨噬细胞中的表达表明了其促进作用。在肺癌模型中，据报道MMP-12是起着抗癌的保护作用。我们的研究是第一个表明乳腺癌中MMP-12的高表达和较差的预后相关,和MMP-12一样，很少有研究关于肿瘤中MMP-14的作用。采用鼠模型系统，MMP-14既起着扩宽路径的作用，又起着从单个向多细胞侵袭过程中转换的作用。和这个发现一致，Tetu等采用原位杂交报道了MMP-14mRNA表达的增高可作为乳腺癌价差预后的独立预测因素。,我们的研究中MMP-14作为独立的预后因素和Tetu等的研究相一致。事实上，在我们所有的MMP的研究中，MMP-14是作为唯一一个独立预后因素。,MMP-15是肿瘤中研究最少的MMP之一。在宫颈细胞的培养中发现其能抑制凋亡。这个体内发现核肿瘤形成/进展的关联性并不清楚。,我们的研究发现MMP-15的表达增高和乳腺癌较 差的预后相关，同时也是在肿瘤中第一个证明MMP-15预后因素的研究。然而核MMP-14相比，MMP-15并不是一个独立的预后因素。,一些MMPs在先前报道中证明和乳腺癌患者预后相关，而在当前研究中MMPs和OS间不具有相关性。比如MMP-2和MMP-11。事实上，16个用于Oncotype DX test的肿瘤相关基因中，MMP-11是其中之一用于预测乳腺癌（采用他莫昔芬治疗后）的复发率。MMP-2不是作为预后的原因可能是我们在已出版的研究中采用了mRNA抗蛋白。而MMP-11在本研究中不作为预后的因素，且和先前的研究相反，这一点并不清楚。,我们的研究表明MMP-1,-9,-12,-14,-15和乳腺癌患者较差的预后有关，且和其在乳腺癌进展中的作用相一致。这些特异性的MMP因此可以作为乳腺癌治疗的新靶点。,本研究中没有一个MMP和患者较好的预后相关。这一发现似乎和一些临床前期模型肿瘤中特异性MMP的保护作用不符。然而不能排除其在人类肿瘤中的这样的作用。事实上，本研究中的一些MMP在乳腺癌的前期起着保护作用。这种保护作用在侵袭性肿瘤形成后就可能消失。,当前MMP表达研究的第一个限制是分析采用的是mRNA而不是蛋白水平。当然，后者起着调节生物作用和TIMP首选靶位的作用。本研究的第二个限制是MMP 的mRNA源于肿瘤中无细胞提取物中，可能包含间质和上皮的转录物。免疫组化和原位杂交分析表明肿瘤中大部分的MMP(除了MMP-7)表达于间质而不是上皮细胞。结果是，如果MMP在不同的细胞类型中分别测量，可能产生不同的结果，不同的细胞表达可能对患者的预后有不同的影响。事实上，正如上所述，间质细胞中MMP-9的高表达和乳腺癌患者较差的预后相关，而肿瘤细胞中MMP-9的高表达和患者较好的预后相关。,总之，我们对已出版数据的分析表明MMP-1,-12,-14,-15可作为乳腺癌患者（包括没有进行全身辅助治疗的患者）较差预后的指示剂。这四个MMP因此是乳腺癌患者单纯的预后因素。然而，在4个MMP中，只有MMP-14可作为预后的独立因素。在这些MMP作为预后因素进入临床使用前，我们的研究需要在预期研究中得到证实。我们的研究和先前出版的临床前数据表明MMP-1,-12,-14,-15和乳腺癌的进展相关。这些MMP可能作为乳腺癌TIMP治疗的特异性靶点。最后，因为MMP-1,-12,-15在basal type肿瘤中首先增加，这个MMP可能作为这一亚型乳腺癌治疗的靶点。,在本研究中，我们采用已出版的数据分析乳腺癌患者17种MMP mRNA和肿瘤特征、预后之间的关系,1.在分析的MMP中，和2cm的肿瘤相比，2cm的肿瘤中只有MMP-1显著的增加。,2.和