楊 波,唐伏秋
(廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院腫瘤科1、干部病房二科2,湖北 武漢 430070)
膠質(zhì)母細胞瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)性惡性腫瘤,來源于神經(jīng)上皮組織,病理學(xué)分級屬WHOⅣ級星形細胞瘤。常見的發(fā)病年齡為45~65歲,老年男性多見,多以顱內(nèi)高壓癥狀或神經(jīng)功能障礙癥狀起病、病程短、進展快、死亡率高。雖然目前臨床上采用了手術(shù)為主,輔以術(shù)后放療、化療、免疫治療的綜合治療措施,但膠質(zhì)母細胞瘤的療效仍然不理想,患者生存期短,預(yù)后差。為了改善膠質(zhì)母細胞瘤患者的預(yù)后,延長生存期,必須深入研究膠質(zhì)母細胞瘤的增殖、侵襲的機制,尋找新的治療靶點?;|(zhì)金屬蛋白酶是一種鋅離子依賴的蛋白水解酶家族,可以降解細胞外基質(zhì)中的膠原、明膠、蛋白多糖、層粘連蛋白等多種成份,與結(jié)腸癌、肺癌、骨肉瘤等多種惡性腫瘤的增殖、侵襲密切相關(guān)[1-2]。為了解膠質(zhì)母細胞瘤中基質(zhì)金屬蛋白酶13(Matrix metalloproteinase-13,MMP-13)的表達及其與患者術(shù)后生存期之間的相關(guān)性,我們采用免疫組化學(xué)法檢測了31例膠質(zhì)母細胞瘤患者組織標(biāo)本中MMP-13的表達,比較MMP-13強表達組與弱表達組患者術(shù)后生存期的差異,報道如下:
1.1 標(biāo)本來源 選取廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院2008年1月至2010年6月首次手術(shù)切除并經(jīng)病理學(xué)證實的膠質(zhì)母細胞瘤患者的石蠟組織標(biāo)本31例,所有病例均系廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院神經(jīng)外科住院患者,經(jīng)過影像學(xué)及術(shù)后病理確診為膠質(zhì)母細胞瘤,術(shù)前均未行放療、化療和免疫治療等抗腫瘤治療。其中男20例,女11例,年齡33~65歲,平均51.6歲。電話隨訪患者的生存期,隨訪日期截止至2011年6月1日。
1.2 主要試劑 小鼠抗人MMP-13單克隆抗體購自美國Abnova公司,即用型快捷免疫組化MaxVisionTM試劑盒、DAB顯色試劑盒等試劑均購自福州邁新生物技術(shù)開發(fā)公司。
1.3 方法 采用免疫組化兩步法:以PBS代替一抗作陰性對照,已知陽性切片作為陽性對照。石蠟切片脫蠟和水化后,用PBS沖洗3次,每次3 min。高壓鍋煮沸對組織抗原進行修復(fù),每張切片加1滴或50 μl 3%過氧化氫,室溫下孵育10 min,以阻斷內(nèi)源性過氧化物酶的活性。PBS沖洗3次,每次3 min。除去PBS液,每張切片加1滴或50 μl的小鼠抗人MMP-13單克隆抗體,4℃過夜。PBS液洗3遍,每次3 min,每張切片加1滴或50 μl即用型MaxVisionTM試劑,室溫下孵育15 min。PBS沖洗3次,每次3 min。除去PBS液,每張切片加2滴或100 μl新鮮配制的DAB溶液,顯微鏡下觀察1~3 min掌握顯色程度。自來水沖洗,蘇木素復(fù)染。之后切片經(jīng)過梯度酒精脫水干燥,二甲苯透明,中性樹膠封固。
1.4 MMP-13染色結(jié)果判定 MMP-13陽性表達的細胞中,胞漿呈程度不同、基本均勻的棕黃色顆粒反應(yīng),強表達者呈黃褐色。由兩名獨立的病理科醫(yī)師根據(jù)組織切片的染色強度和染色面積進行半定量染色評分,染色強度的評分標(biāo)準(zhǔn)是:0=陰性,1=弱陽性,2=陽性,3=強陽性;染色面積的評分標(biāo)準(zhǔn)是:0=陰性,Ⅰ<10%,Ⅱ 10~50%,Ⅲ>50%。
1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理,術(shù)后生存期的比較用Kaplan-Meier曲線和Log-rank檢驗。
2.1 MMP-13在膠質(zhì)母細胞瘤組織中的表達 如圖1所示,MMP-13在膠質(zhì)母細胞瘤標(biāo)本組織中的表達主要集中在腫瘤細胞的細胞漿,顯微鏡觀察呈程度不同的黃色、黃褐色染色。31例膠質(zhì)母細胞瘤標(biāo)本按照Tirapelli等[3]報道的膠質(zhì)母細胞瘤免疫組化評分方法(詳見材料與方法1.4)判定染色評分,將染色強度與染色面積評分相加,總評分0分為陰性,1~2分為弱陽性,3~4分為陽性,5~6分為強陽性。其中MMP-7陰性表達7例,弱陽性表達8例,陽性和強陽性表達16例,總表達率(弱陽性表達組+陽性表達組+強陽性表達組)達77.4%。強表達組(陽性表達組+強陽性表達組)16例,占51.6%。弱表達組(陰性表達組+弱陽性表達組)15例,占48.4%。
圖1 免疫組化檢測膠質(zhì)母細胞瘤組織MMP-13的表達(×200)
2.2 MMP-13表達的強弱與患者術(shù)后生存期的關(guān)系 31例膠質(zhì)母細胞瘤患者中,MMP-13強表達組16例,刪除1例(患者仍生存)。MMP-13弱表達組15例,刪除3例(患者仍生存)。如圖2所示,MMP-13強表達組生存期明顯短于MMP7弱表達組(P<0.0001,χ2=18.275)。
圖2 31例膠質(zhì)母細胞瘤患者Kaplan-Meier生存曲線
膠質(zhì)母細胞瘤是高度惡性的Ⅳ級星形膠質(zhì)細胞瘤,可以是顱內(nèi)原發(fā),也可以由間變性星形細胞瘤進一步惡變而來,病理學(xué)又分為多形性膠質(zhì)母細胞瘤和巨細胞型膠質(zhì)母細胞瘤。膠質(zhì)母細胞瘤鏡下可見瘤細胞密集,有明顯異型性,常常伴出血、壞死,血管內(nèi)皮細胞明顯增生。腫瘤發(fā)展迅速,預(yù)后差,患者多在兩年內(nèi)死亡[4]。惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移通常包括以下三個步驟:①腫瘤細胞粘附基底膜和細胞外基質(zhì),通過各種蛋白水解酶降解基底膜和細胞外基質(zhì)成份;②腫瘤細胞在各種趨化因子的作用下聚集和移行;③腫瘤細胞隨血管和淋巴管轉(zhuǎn)移至他處繼續(xù)增殖。其中,細胞外基質(zhì)的降解是惡性腫瘤侵襲的重要步驟,而基質(zhì)金屬蛋白酶在這一過程中發(fā)揮著重要作用。
基質(zhì)金屬蛋白酶可以分為5個亞類:膠原酶、明膠酶、間質(zhì)溶解素、膜型基質(zhì)金屬蛋白酶和其他類[5]。MMP-13與MMP-1、MMP-8同屬于膠原酶亞類,是基質(zhì)金屬蛋白酶家族中一個重要的成員,它主要由腫瘤細胞和腫瘤間質(zhì)細胞分泌,可以降解細胞外基質(zhì)中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型膠原等成份。特別是Ⅱ、Ⅳ型膠原,是MMP-13的主要作用底物[6-7]。近年來研究發(fā)現(xiàn),MMP-13的高表達與乳腺癌、結(jié)腸癌、軟骨肉瘤的不良預(yù)后密切相關(guān)。Zhang等[8]用免疫組化法檢測了263例乳腺癌石蠟包埋組織標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)MMP-13蛋白主要表達于腫瘤細胞的胞質(zhì)和腫瘤間質(zhì)細胞,MMP-13在腫瘤細胞的表達(P<0.001)和腫瘤間質(zhì)成纖維細胞的表達(P<0.001)都與腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。MMP-13在腫瘤細胞的表達與Her-2(P=0.015)和TIMP-1(P<0.010)的表達也密切相關(guān)。MMP-13在腫瘤細胞的表達還與腫瘤的侵襲性表型密切相關(guān)。高水平表達的MMP-13與患者的不良預(yù)后有關(guān),MMP-13是決定乳腺癌患者預(yù)后和生存的獨立因素。Elke等[9]用半定量RT-PCR法檢測了30例結(jié)腸癌組織和遠端正常腸黏膜組織中MMP-13表達,發(fā)現(xiàn)MMP-13 mRNA在腫瘤組織中的表達遠遠高于在正常腸黏膜組織中的表達(P=0.023)。Curran等[10]用免疫組化法檢測了90例Dukes'C結(jié)腸癌患者腫瘤組織中MMP-13的表達,發(fā)現(xiàn)MMP-13的表達強弱與患者的術(shù)后生存期呈反比,MMP-13是決定結(jié)腸癌患者預(yù)后和生存的獨立因素。
雖然MMP-13在乳腺癌、結(jié)腸癌、軟骨肉瘤中的表達與患者預(yù)后和生存密切相關(guān),但其在膠質(zhì)瘤中的表達研究資料尚不多。本研究結(jié)果顯示,MMP-13在膠質(zhì)母細胞瘤組織中總表達率為77.4%,Kaplan-Meier生存曲線分析和Log-rank檢驗比較,MMP-13強表達組術(shù)后生存期明顯低于弱表達組,這表明MMP-13在膠質(zhì)母細胞瘤中的表達可能與腫瘤的惡性增殖、侵襲等生物學(xué)行為密切相關(guān),并影響膠質(zhì)母細胞瘤患者的預(yù)后和術(shù)后生存。對于其通過影響哪些靶分子或靶基因來促進膠質(zhì)母細胞瘤的增殖和侵襲,還有待于進一步的實驗研究。
[1]Klinge U,Rosch R,Junge K,et al.Different matrix micro-environments in colon cancer and diverticular disease[J].Int J Colorectal Dis,2007,22(5):515-520.
[2]Morrison CJ,Butler GS,Rodríguez D.Matrix metalloproteinase proteomics:substrates,targets,and therapy[J].Curr Opin Cell Biol,2009,21(5):645-653.
[3]Tirapelli LF,Bolini PH,Tirapelli DP,et al.Caspase-3 and Bcl-2 expression in glioblastoma:an immunohistochemical study[J].Arq Neuropsiquiatr,2010,68(4):603-607.
[4]Clarke J,Butowski N,Chang S.Recent advances in therapy for glioblastoma[J].Arch Neurol,2010,67(3):279-283.
[5]Sternlicht MD,Werb Z.How matrix metalloproteinases regulate cell behavior[J].Annu Rev Cell Dev Biol,2001,17(1):463-516.
[6]Knauper V,Lopez-Otin C,Smith B,et al.Biochemical characterization of human collagenase-3[J].J Biol Chem,1996,271(3):1544-1550.
[7]Deng SJ,Bickett DM,Mitchell JL,et al.Substrate specificity of human collagenase 3 assessed using a phage-displayed peptide library[J].J Biol Chem,2000,275(40):31422-31427.
[8]Zhang B,Cao XC,Liu YX,et al.Tumor-derived matrix metalloproteinase-13(MMP-13)correlates with poor prognoses of invasive breast cancer[J].BMC Cancer,2008,8(8):83-92.
[9]Roeb E,Arndt M,Jansen B,et al.Simultaneous determination of matrix metalloproteinase(MMP)-7,MMP-1,-3,and-13 gene expression by multiplex PCR in colorectal carcinomas[J].Int J Colorectal Dis,2004,19(10):518-524.
[10]Curran s,Dundas SR,Buxton J,et al.Matrix metalloproteinase/tissue inhibitors of matrix metalloproteinase phenotype identifies poor prognosis colorectal Cancers[J].Clinical Cancer Research,2004,10(24):8229-8234.