APP下载

结肠癌转移相关基因1在胃癌组织和血清中的表达及相关性研究

2021-01-11王玮尉梁美霞许庆文徐飞鹏林琳黄哲殷静雯

国际生物医学工程杂志 2020年6期
关键词:结肠癌标本胃癌

王玮尉 梁美霞 许庆文 徐飞鹏 林琳 黄哲 殷静雯

1广东医科大学附属医院胃肠外科,湛江524001;2广东医科大学附属医院,湛江524001通信作者:殷静雯,Email:amysays@live.cn

0 引 言

胃癌是常见的恶性肿瘤,且恶性程度高、早期诊断困难、预后较差,对人类健康构成巨大威胁[1-2]。临床病理学分期难以在早期发现部分高风险的胃癌患者,如一些临床病理分期较早,但术后肿瘤复发或发生异时转移的胃癌患者。目前,随着对肿瘤发生发展的分子机制研究的深入,已证实基因的异质性对患者预后有重要影响[3],为胃癌的诊治开辟了新的方向。

结肠癌转移相关基因1(metastasis-associated in colon cancer 1,MACC1)是与胃肠道肿瘤密切相关的基因[4]。MACC1 高度表达于结肠癌和转移灶中[5]。研究结果表明,MACC1 基因位于罹患胃肠道肿瘤的风险区域(7p21.1),在胃肠道及消化系统肿瘤(如胃癌、肝癌、胰腺癌)中高表达[6-7]。临床研究结果表明,MACC1 是决定结肠癌转移的因子之一,远处转移的结肠癌患者在癌症发生初期MACC1 的表达已经显著增高。因此,组织中MACC1 的表达可能预示着肿瘤生物学行为向恶性转变,原发肿瘤可能会发生远处转移[7-9]。

有研究者指出,胃癌原发性病灶的MACC1 表达阳性率明显高于癌旁黏膜,并与胃癌生存期相关[10-11]。Shirahata 等[12]发现MACC1 在发生腹膜散播转移的胃癌中高表达。大量研究结果已经证实MACC1 与胃癌存在相关性。综上,MACC1 分子对于肿瘤患者的发病风险识别、诊断及预后预测都具有临床应用前景。本研究中,通过检测胃癌组织和血清中MACC1 的表达,分析血清中MACC1 水平对胃癌的诊断特征,以期为胃癌发现及诊断提供新的分子生物学指标。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择广东医学院附属医院胃肠外科于2011年6月至 2020年11月收治的 51 例经手术治疗的胃癌患者,其中男性35 例,女性16 例,年龄59.6±11.7 岁。收集患者的血清标本、胃癌组织标本、癌旁组织标本、正常胃黏膜标本及相应临床资料。纳入标准:患者在术前及术中均未进行化学治疗和放射治疗;经术前或术后病理证实为胃癌。胃癌的临床病理分期参照国际抗癌联盟的第5 版胃癌TNM(tumor-lymphnode-metastasis)分期法。本研究已经过广东医科大学附属医院机构审查伦理委员会批准,所有纳入患者均知情同意,并签署知情同意书。

1.2 主要材料与仪器

MACC1(D-15)抗体(sc-163595,美国 Santa Cruz公司),MACC1 酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)试剂盒(武汉优尔生科技股份有限公司),超敏即用型二步法(非生物素)检测试剂盒(PV-9003,北京中杉金桥生物技术有限公司)。

RM2235 型石蜡切片机(德国Leica 公司),TS100-F相差倒置显微镜(日本Nikon 公司),Multiskan MK3酶标仪(德国Thermo Scientific 公司)。

1.3 方法

1.3.1 血样及标本采集

用血清分离管收集纳入胃癌患者的术前全血标本1 ml。血样在室温放置2 h 后,立即用1 000×g离心20 min,取上清放入EP 管,置于-80 ℃保存。于粤西地区临床病例资料库中,取40~70 岁正常人血清标本 30 例(男 15 例,女 15 例)作为阴性对照,且使用前置于-80 ℃保存。

收集胃癌患者离体0.5 h 内的新鲜胃癌组织标本、距癌组织2~2.5 cm 的癌旁组织和距癌组织大于5 cm 的胃癌正常组织。将新鲜组织标本立即放入体积分数为10%的福尔马林溶液中固定。

1.3.2 双抗体夹心ELISA 法检测血清MACC1 表达

采用双抗体夹心法检测血清中MACC1 的表达。测试前,将ELISA 试剂盒中的所有试剂、血清标本缓慢均衡至室温,所有标本均标上序号。稀释标准品(冻干品),按浓度高到低加入500 μl 标准品稀释液,依次稀释成 20、10、5、2.5、1.25、0.625、0.312 ng/ml 标准液。稀释A、B 工作液,分别设标准孔、待测样品孔、空白孔。标准孔有7 孔,依次加入100 μl 不同浓度的标准品;空白孔加 100 μl 标准品稀释液;分别将100 μl 肿瘤患者血清及阴性对照组血清加入待测样品孔中。酶标板加上覆膜,37 ℃温育2 h。弃去孔内液体,洗涤液洗涤,加B 工作液,弃去孔内液体。每孔加底物溶液50 μl,酶标板加上覆膜,37 ℃避光显色25 min。在确保酶标板底无水滴及孔内无气泡后,立即用酶标仪在450 nm 波长下检测各孔的光密度值。

1.3.3 免疫组织化学染色

取正常黏膜组织、癌旁组织、胃癌组织,大小均约 1.5 cm×1.5 cm×0.3 cm,以 1∶10 的体积比置于体积分数为10%的中性甲醛固定液中固定。用梯度乙醇溶液脱水后,用石蜡包埋。在石蜡切片机上,将组织蜡块切成4 μm 的薄片,用漂浮法将切片置于干净的载玻片上,将其放入烤片盒中,于60 ℃恒温箱内烤片25 min。然后用常规方法进行苏木素-伊红染色。

将正常黏膜、癌旁组织、胃癌组织石蜡切片进行水化。将切片浸入pH=6.0,0.01 M 的枸橼酸修复液中,微波炉加热进行抗原修复。用磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline,PBS)洗涤 3 次。滴加正常羊血清封闭液50 μl(A 液)封闭。滴加一抗稀释液(用 PBS 按 1∶50 稀释)后,4 ℃过夜。滴加辣根过氧化物标记山羊抗驴 IgG(B 液)50 μl,37 ℃ 孵育30 min。滴加辣根过氧化物酶标记链酶卵白素(C 液)50 μl。用二氨联苯胺(diamio benzidine,DAB)显色,苏木素复染,蓝化,无水乙醇脱水。滴加中性树脂,封片后用相差倒置显微镜观察并拍照,拍照时保证显微镜光源亮度稳定、曝光时间一致。

应用 Image-Pro Plus(V6.0.0.260)图像处理分析软件对胃癌组织免疫组化图片进行定量分析,统计阳性表达的累积光密度(integrated optical density,IOD)和平均光密度(mean density)。对细胞膜、细胞核、胞浆中的棕色颗粒细胞进行分析,MACC1 蛋白阳性部位主要在胞浆。判断标准:低倍镜下选取MACC1 蛋白阳性细胞最密集区,再于100 倍镜下计数2~3 个视野中的细胞,在组织切片中显示胞浆染色为淡黄色至棕褐色为阳性标志,以阳性细胞占视野中细胞的百分数(%)来表示,阳性百分率≥20%为阳性表达。

1.4 统计学方法

采用SPSS18.0 统计学软件处理数据。计量资料采用均值±标准差(Mean±SD)表示,两组比较采用独立样本t 检验,三组比较采用方差分析,组间多重比较采用LSD-t(least significant difference-t)检验。计数资料用卡方检验,相关分析采用Pearson 相关性分析。以P<0.05 表示差异有统计学意义。

采用受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线评价诊断效力,采用约登指数(即敏感性+特异性-1)评估最佳临界值。

2 结 果

2.1 MACC1 在正常胃黏膜组织、癌旁组织、胃癌组织中的表达

正常胃黏膜组织、癌旁组织、胃癌组织的免疫组化染色图片如图1 所示。癌旁组织、胃癌组织的苏木素-伊红染色图片如图2 所示。MACC1 定位在胞浆。在正常胃黏膜组织中,MACC1 呈阴性表达或弱阳性表达,且在弱阳性表达组织中,阳性瘤细胞呈不规则小灶型分布。在癌旁组织中,MACC1 呈阴性表达或中阳性表达,且在中阳性表达组织中,阳性细胞呈腺管型分布。在胃癌组织中,MACC1 呈中阳性或强阳性表达,阳性细胞呈弥漫型。

图1 正常胃黏膜组织、癌旁组织、胃癌组织中结肠癌转移相关基因1(MACC1)的免疫组化染色图片(×400)

图2 癌旁组织、胃癌组织的苏木素-伊红染色图片(×400)

在所有51 例患者的组织标本中:正常胃黏膜组织中10 例MACC1 蛋白阳性表达,阳性率19.61%;癌旁组织中13 例阳性表达,阳性率25.49%;胃癌组织中26 例阳性表达,阳性率50.92%。(表1)

表1 结肠癌转移相关基因1(MACC1)在胃癌组织、癌旁组织、正常胃黏膜组织中的表达情况

2.2 MACC1 在胃癌患者血清中的表达

在30 例正常对照中,MACC1 的表达水平为(0.12±0.08)ng/ml,51 例胃癌患者中,MACC1 的表达水平为(0.20±0.13)ng/ml,两者差异有统计学意义(t=3.18,P=0.002)(图 3)。诊断测试 ROC 曲线表明,血清MACC1 对胃癌具有诊断效力,其曲线下面积(area under curve,AUC) 为 0.717,最佳临界值为0.38,相应的灵敏度为0.55,特异度为0.83(图4)。

图3 胃癌患者血清结肠癌转移相关基因1(MACC1)表达水平

图4 血清血清结肠癌转移相关基因1(MACC1)对胃癌的诊断测试ROC 曲线

2.3 MACC1 在胃癌组织及血清中表达的关系

在胃癌组织MACC1 阴性表达组中,患者血清MACC1 表达水平为(0.16±0.12)ng/ml;在胃癌组织MACC1 阳性表达组中,患者血清MACC1 表达水平为(0.24±0.13)ng/ml,两者差异有统计学意义(t=2.35,P=0.023)。进一步结合分析免疫组化结果,证实MACC1 在胃癌患者血清和胃癌组织中表达水平呈正相关关系(r=0.52,P<0.01),如图 5 所示。

图5 胃癌患者组织与血清中结肠癌转移相关基因1(MACC1)水平的相关性分析

2.4 胃癌组织及血清MACC1 的表达与临床病理参数的关系

2.4.1 胃癌组织MACC1 低表达和高表达组患者的临床病理参数分析

对比分析了胃癌组织MACC1 低表达和高表达组患者的临床病理参数。临床病理参数包括:性别(男、女)、年龄(<55 岁、≥55 岁)、肿瘤发生部位(贲门底部、胃体部、幽门中部)、病理类型(腺癌、非腺癌)、胃壁浸润深度(T1~T4)、局部淋巴结转移情况(N0~N3)、远处转移情况(是、否)、TNM 分期(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)、肿瘤最大直径(<4.5 cm、≥4.5 cm)。结果表明,胃癌组织MACC1 低表达和高表达组在上述病理参数方面的差异均无统计学意义,统计指标分别为:性别(χ2=0.49,P=0.49)、年龄(t=0.40,P=0.69)、肿瘤发生部位(χ2=1.08,P=0.58)、病理类型(χ2=0.27,P=0.61)、胃壁浸润深度(χ2=0.25,P=0.97)、局部淋巴结转移(χ2=1.21,P=0.75)、远处转移(χ2=0.18,P=0.52)、TNM 分期(χ2=1.08,P=0.78)、肿瘤最大直径(t=0.38,P=0.71)。

2.4.2 胃癌患者血清MACC1 低表达和高表达组患者的临床病理参数分析

对比分析了胃癌患者血清MACC1 低表达和高表达组患者的临床病理参数。临床病理参数包括:性别(男、女)、年龄(<60 岁、≥60 岁)、肿瘤发生部位(贲门底部、胃体部、幽门中部)、病理类型(腺癌、非腺癌)、胃壁浸润深度(T1~T4)、局部淋巴结转移情况(N0~N3)、远处转移情况(是、否)、TNM 分期(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)、肿瘤最大直径(<4.5 cm、≥4.5 cm)。

结果表明,胃癌患者血清MACC1 低表达和高表达组在上述病理参数方面的差异均无统计学意义,统计指标分别为:性别(t=0.88,P=0.38)、年龄(t=0.43,P=0.67)、肿瘤发生部位(F=0.45,P=0.64)、肿瘤类型(t=0.65,P=0.52)、胃壁浸润深度(F=0.74,P=0.54)、局部淋巴结转移(F=1.15,P=0.34)、远处转移(t=1.02,P=0.31)、TNM 分期(F=0.57,P=0.64)、肿瘤最大直径(t=1.62,P=0.11)。

3 讨论与结论

本研究结果表明,胃癌患者的血清MACC1 表达水平为(0.20±0.13)μg/ml,而正常对照组为(0.12±0.08),二者差异有统计学意义(P<0.01);对比癌旁组织和正常组织,胃癌组织中MACC1 表达明显升高(P<0.01);胃癌患者血清及胃癌组织中的MACC1表达水平呈正相关;胃癌患者MACC1 的表达水平与其临床病理参数(性别、年龄、肿瘤发生部位、肿瘤大小、病理分型、胃壁浸润深度、局部淋巴结转移、远处转移、TNM 分期)的关系均无统计学意义(均 P >0.05)。但胃癌患者血清和胃癌组织中MACC1 呈高表达,提示MACC1 与胃癌的发生关系密切,该结果与国内外其他研究结果相一致[13-14]。

MACC1 已被证明与肿瘤发生和肿瘤进展高度相关,并对胃癌患者的临床结局产生不利影响。关于MACC1 在胃癌中的作用机理,研究结果表明MACC1 可促进上皮向间充质转化并加速癌症转移。此外,MACC1 还参与了许多胃癌标志物的调控。MACC1 可能通过与MET 启动子结合后增强MET表达,从而调控HGF/MET 通路[4]。MET 蛋白是由原癌基因c-met 编码的人肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)的细胞膜特异性受体。HGF 是肝细胞内皮细胞分泌的多效生长因子。人胃癌细胞株中HGF 的表达在肿瘤细胞从G0、G1 期进入S 期时逐渐增高。HGF 与特异性MET 受体结合诱导下游信号系统,引起细胞增殖、黏膜上皮转化,促进血管生成,增强细胞运动,加强肿瘤细胞侵袭转移等。而MACC1 siRNA 能抑制细胞增殖和移动,减少体内转移,并使MET mRNA 和其蛋白的表达大大减少,抑制细胞移动和增殖[15]。MACC1 通过调控TWIST1/2促进血管生成,增加肿瘤的血液供应[16]。MACC1 还可通过上调血管内皮生长因子C/D(vascularendothelial growth factor C/D,VEGF-C/D)的细胞外分泌来促进胃癌淋巴管生成,这表明MACC1 可能参与胃癌的淋巴传播调控途径[17]。此外,MACC1 通过增强Warburg效应来支持代谢应激下的胃癌生长[18]。综上,MACC1参与胃癌细胞内部和外部的多个生物学过程,使其成为肿瘤微环境调控的重要因子。

本研究中,检测并对比正常人及胃癌患者血清中的MACC1 表达情况,发现MACC1 水平在胃癌患者血清中明显增高,这一发现有助于胃癌的辅助诊断及普查。本研究结果显示,胃癌患者血清及胃癌组织中的MACC1 表达水平呈正相关关系。因此,推测血清中的MACC1 的表达水平可能与胃癌患者发病、癌症的发展及预后有关。血清标本易于搜集,因此可能为胃癌患者诊断及预后判断提供生物学参考。血清及胃癌组织的MACC1 表达与患者的各项临床病理参数无关,这可能使MACC1 成为独立于TNM 的临床病理分期指标及预后的预测指标。因此,对MACC1 的研究能为胃癌的基因治疗提供了良好的前景。

综上所述,MACC1 水平与胃癌的发生、发展及预后存在高相关性,其可以作为胃癌诊断预测的参数,且有望成为胃癌治疗的新分子靶标。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

猜你喜欢

结肠癌标本胃癌
3D打印技术在动物标本中的应用
巩义丁香花园唐墓出土器物介绍
COVID-19大便标本采集器的设计及应用
教你制作昆虫标本
MicroRNA-381的表达下降促进结肠癌的增殖与侵袭
腹腔镜下横结肠癌全结肠系膜切除术的临床应用
P53及Ki67在胃癌中的表达及其临床意义
结肠癌切除术术后护理
胃癌组织中LKB1和VEGF-C的表达及其意义
腹腔镜下结肠癌根治术与开腹手术治疗结肠癌的效果对比