基质金属蛋白酶-2、基质金属蛋白酶-9在非小细胞肺癌中的表达及意义

基质金属蛋白酶-2、基质金属蛋白酶-9在非小细胞肺癌中的表达及意义

近年来的研究表明，肺癌的转移是一个极其复杂的多基因控制过程。首先，肿瘤细胞必须打破细胞基质（tcm）和毛细血管基底膜，并攻击周围组织，以进入血液循环和淋巴管系统。然后在循环系统中移动，逃离身体的免疫监控系统，通过毛细血管进入远端组织或器官，在远端组织或器官中放置地板，肿瘤血管生成并在远端形成传播池。其中基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs)是参与这一过程中最重要的蛋白酶。已有文献报道恶性肿瘤中MMPs或TIMPs的表达与肿瘤的侵袭、转移、分期、分型、生存率的关系。本研究采用免疫组化方法检测了108例肺癌标本及19例肺良性病变标本中MMP-2、MMP-9的表达情况,旨在探讨其与肺癌病理生理特征及预后的关系。1材料和方法1.1手术治疗肺癌患者年龄分布情况本实验的研究对象是非小细胞肺癌的手术标本,来自四川大学华西医院胸外科1991年1月至1995年4月接受根治性手术治疗的部分肺癌患者108例,年龄31至75岁,平均54.75±9.63岁。另取同期手术的肺良性病变组织19例作对照,其中男性9例,女性10例;年龄10至60岁,平均39.26±11.99岁;支气管扩张10例,肺结核瘤2例,炎性假瘤4例,肺脓肿3例。所有肺癌和良性病变标本均以10%甲醛固定,石蜡包埋,经HE染色病理确诊。表1。1.2隆抗体bock1.2.1MMP-2、MMP-9兔抗人多克隆抗体购自武汉博士德(BOSTER)公司。1.2.2生物素化羊抗兔抗体(二抗),以及过氧化物酶-链亲和素复合物购自北京中山公司。1.3过氧化酶抗体mmp采用酶-链亲程素标记法(labelledsteptavidin-biotinmethod,LSAB法)。将5μm厚的石蜡切片常规脱蜡至水。先经3%过氧化氢(H2O2)阻断内源性过氧化酶20分种,微波炉中火15min行抗原修复;然后依次加入正常羊血清(1∶20),一抗(MMP-21∶100,MMP-91∶50),二抗(1∶200);三抗(1∶200),分别于37℃恒温箱孵育20、60、30、30min,PBS冲洗(除羊血清)。最后DAB-H2O2显色,苏木素复染,加拿大胶封片备查。1.4肿瘤细浆检查MMP-2、MMP-9在支气管黏膜上皮或肿瘤细胞浆内表达。支气管黏膜上皮或肿瘤细浆显示棕黄色为阳性。每张切片在400倍镜下观察5～10个视野,每个视野计数100～200个支气管黏膜上皮细胞或肿瘤细胞,共计1000个细胞,计算出每张切片的阳性细胞百分数作为评价各观察指标在该切片上的表达水平。1.5统计学方法本实验所得数据为计量资料,用SPSS10.0统计软件处理。采取P<0.05为有显著差异,P<0.01为有非常显著差异。本研究中采用的统计学方法有:(1)t检验;(2)方差分析;(3)对数秩和检验;(4)Kaplan-meier生存曲线;(5)Cox比例风险模型;(6)直线相关回归分析;(7)χ2检验。2结果2.1mmp-2和mmp-9对肺良恶性细胞的定位MMP-2、MMP-9均主要定位于细胞浆内,少数定位于细胞核上。2.2各组小鼠淋巴结转移和病理分期的比较2.2.1从表2可见癌旁肺组织、肺良性病变组织MMP-2、MMP-9表达水平均显著低于肺癌组织(P<0.05)。2.2.2MMP-2、MMP-9在鳞癌、腺癌、腺鳞癌中的表达水平分别为67.5%、56.0%、53.8%和55.2%、44.9%、44.7%,二者在三组间的表达水平均有显著差异(P<0.05),两两比较,MMP-2、TIMP-2在鳞癌中的表达水平显著高于腺癌和腺鳞癌,后二者的表达水平无显著差异。MMP-2、MMP-9表达与淋巴结转移和病理分期的关系有淋巴结转移的NSCLC的MMP-2、MMP-9表达水平显著高于无淋巴结转移者(P<0.05)。MMP-2、MMP-9的表达水平随病理分期增高而增高,Ⅲ+Ⅳ期肺癌的表达水平均显著高于Ⅰ+Ⅱ期肺癌(P<0.05)。MMP-2、MMP-9表达水平与肿瘤分化程度无明显关系(P>0.05)。2.3直线相关分析结果为了探讨肺癌组织中MMP-2、MMP-9的表达水平之间的相关性,本研究采用直线相关(Pearson-correlation)分析比较了两者之间的相关性,发现两者之间呈非常显著正相关关系,r=0.474(P<0.01)。2.4mmp-2、mmp-9表达水平与术后生存率的关系本研究根据MMP-2、MMP-9表达水平将研究对象分为高表达组(MMP-2表达水平>59.5%,MMP-9表达水平>68%)和低表达组(MMP-2表达水平≤59.5%,MMP-9表达水平≤68%),用KAPLAN-MEIER曲线和对数秩和检验分别分析MMP-2、MMP-9表达水平与术后生存率的关系发现:2.4.1MMP-2高表达组(Group2)肺癌患者5年生存率为0,低表达组(Group1)5年生存率为51.26%,两组间比较有非常显著性差异(P<0.01)(图1)。2.4.2MMP-9高表达组(Group2)肺癌患者5年生存率为2.52%,低表达组(Group1)5年生存率为49.98%,两组间比较有非常显著性差异(P<0.01)(图2)。2.5肿瘤细胞分化本研究采用COX比例风险模型分析可能影响肺癌预后的各项因素,包括(1)性别(Gender),(2)年龄(Age),(3)肺癌的组织学类型(Path),(4)肿瘤细胞分化程度(Diff),(5)淋巴结转移状态(Ln),(6)远处转移状态(Dm),(7)病理分期(Stages),(8)支气管断端残留情况(Rc),(9)吸烟(Smoke),(10)原发肿瘤部位(location),(11)MMP-2表达水平,(12)MMP-9表达水平。结果如表3所示,其中MMP-2、MMP-9表达对于预测肺癌预后具有统计学意义(P<0.001)。3p-2和mmp-9在肺癌患者治疗中的表达水平恶性肿瘤的侵袭转移是一个极其复杂的多步骤多阶段发展过程,包括侵袭、循环扩散、远处克隆和血管生成。细胞外基质的降解是其中的关键步骤之一,只有完成了对细胞外基质的降解才使肿瘤细胞突破ECM构成的结构屏障,向周围组织侵袭或进入血循环或淋巴系统,然后在循环系统中迁移,逃避机体免疫监视系统,突破毛细血管基底膜,进入远处组织或器官内,在远处组织或器官内着床,肿瘤血管生成,最后在远处形成转移灶。MMPs能降解ECM的绝大多数成分,因而MMPs在肿瘤侵袭转移中起重要作用。已有文献报道在食道癌、胃癌、膀胱癌、卵巢癌、脑肿癌、前列腺癌、结肠癌中都有MMPs的过度表达。MMP-2、MMP-9均属明胶酶类,是能够降解IV型胶原的主要基质水解酶。研究MMP-2和MMP-9在肺癌中的表达对阐明肺癌转移机制,提供逆转其转移的思路有重要理论和临床意义。本研究观察到:(1)肺癌组织中MMP-2、MMP-9表达水平显著高于癌旁肺组织和良性病变肺组织(P<0.05);这与Thomas等人观察到的现象一致。(2)MMP-2、MMP-9在肺癌组织的表达水平与肺癌分期、淋巴结转移有密切关系,提示MMP-2、MMP-9可以影响肿瘤侵润的范围,这与MMPs能降解ECM的绝大多数成分的功能是一致的。(3)在本研究中MMP-2、MMP-9的表达水平与肺癌分化程度无明显关系。(4)MMP-2、MMP-9在腺癌及腺鳞癌中的表达水平均显著低于在鳞癌中的表达水平。这与临床上观察到的腺癌转移性较鳞癌高的现象不一致,可能是由于①肿瘤的侵袭转移还同时受到其他多种因素的调节,如与VEGF,P53,nm23,E-Cadherin等有关;②MMPs更主要的是在肿瘤转移早期,侵袭的过程中起作用,腺癌易于发生远处转移可能与血管生成等因素联系更紧密,而鳞癌的局部侵袭能力要强于腺癌。MMPs表达相关相关性的了解有助于了解二者之间相互作用关系与调节关系。已进行的关于MMPs表达水平之间相关性的研究还比较缺乏,结果也不尽一致。本研究观察到肺癌中MMP-2、MMP-9表达水平之间呈显著正相关(P<0.01)。这可能是由于MMPs的活化过程中,MMPs的相互作用广泛存在,尤其是MT1-MMP,MMP-2对其他MMPs的表达相互关联。研究肺癌预后,可以客观的评价临床治疗效果,权衡治疗方法恰当与否。因此,探索肺癌肺癌预后指标对于完善多学科综合治疗方案,提高疗效具有重要意义。已有多项研究表明,MMPs的表达与肿瘤的侵袭转移密切相关,并与肿瘤的预后联系紧密。本研究观察到:(1)MMP-2,MMP-9高表达组的5年生存率均显著