李波 李德川

MMP-9基因與食管癌發(fā)生、發(fā)展的研究進(jìn)展

李波 李德川

基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）是MMPs家族的主要成員之一。近年來(lái)的多項(xiàng)研究提示MMP-9過(guò)度表達(dá)可能是引發(fā)食管癌的原因之一，并與食管腫瘤的分化、侵襲、轉(zhuǎn)移、分期和預(yù)后等密切相關(guān)，可以作為食管癌臨床診斷和治療的新靶點(diǎn)。本文綜述了近年的相關(guān)文獻(xiàn)，旨在初步探討MMP-9在食管癌中的基礎(chǔ)研究結(jié)果和臨床應(yīng)用可能。

基質(zhì)金屬蛋白酶-9 食管癌 預(yù)后

食管癌是我國(guó)目前常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤之一，具有惡性程度高、轉(zhuǎn)移發(fā)生早、患者生存質(zhì)量差及明顯的區(qū)域發(fā)病等特點(diǎn)。根據(jù)2015年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國(guó)范圍內(nèi)共有47.79萬(wàn)例新發(fā)食管癌和37.50萬(wàn)例死亡病例，發(fā)病率和死亡率分別位居第三位和第四位[1]。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)及醫(yī)療手段的快速發(fā)展，食管癌的診斷和治療都已取得了較大進(jìn)步，但整體來(lái)講仍是預(yù)后較差的腫瘤之一，總體5年生存率在20%左右[2]。目前食管癌的防治工作依然艱巨，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了許多基礎(chǔ)研究尋找早期診斷、個(gè)體化治療及評(píng)估預(yù)后的新型有效靶點(diǎn)，基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metallopeptidase 9，MMP-9）就是其中的熱點(diǎn)之一。

1 MMP-9基因

MMP-9基因定位于20q13.12，含有7 654個(gè)堿基，其編碼的MMP-9蛋白由707個(gè)氨基酸構(gòu)成，相對(duì)分子質(zhì)量為78 458Da。MMP-9作為MMPs家族的主要成員，參與了創(chuàng)傷修復(fù)、血管形成、炎癥反應(yīng)及結(jié)締組織病等多種生理病理過(guò)程。在腫瘤學(xué)研究方面，因其可降解細(xì)胞外基質(zhì)(extracelluar matrix，ECM）和基底膜中成分，使腫瘤細(xì)胞突破原發(fā)部位而發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移，從而在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、間質(zhì)血管新生中發(fā)揮重要作用[3]。

2 MMP-9基因與食管癌發(fā)病

Herszenyi等[4]分析了處于食管腺癌不同演進(jìn)階段的51例病例，包括正常食管、反流性食管炎、Barrett食管、食管腺癌共4組類(lèi)型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MMP-9基因的表達(dá)量在正常食管組織→Barrett食管→食管腺癌組織這個(gè)順序上呈明顯上升趨勢(shì)，組間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，因此認(rèn)為MMP-9基因表達(dá)增加是促使食管發(fā)生癌變的早期事件。Davelaar等[5]則在食管細(xì)胞株和小鼠模型上進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)Barrett’s食管和腺癌細(xì)胞株中MMP-9的表達(dá)明顯高于正常細(xì)胞株，并提出將MMP-9檢測(cè)作為鑒別食管癌和增生性食管炎標(biāo)志物的可行性。Wu等[6]對(duì)264例食管鱗癌患者和健康對(duì)照者進(jìn)行了MMP-9基因的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNP）分析，發(fā)現(xiàn)病例組和對(duì)照組間MMP-9基因的p574R多態(tài)性存在顯著差異，與p574R CC基因型相比，p574R GG基因型罹患食管鱗癌的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加（OR：4.08，95%CI：1.58~10.52，P=0.00）。相較于 279R-574P 單倍型，279R-574R 單倍型（OR：3.52，95%CI：1.99~6.25）和 279Q-574P 單倍型（OR：2.16，95%CI：1.07~4.35）也可明顯增加食管癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

3 MMP-9基因與食管癌進(jìn)展

Gu等[7]采用免疫組化法檢測(cè)了208例食管鱗癌組織中MMP-9基因表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)49.0%的患者存在MMP-9基因的過(guò)度表達(dá)，結(jié)合臨床資料分析提示MMP-9基因的高表達(dá)與腫瘤分化程度（P=0.001）、血管浸潤(rùn)情況（P=0.027）和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況（P=0.027）相關(guān)。Li等[8]用組織芯片法對(duì)比檢測(cè)了58例食管鱗癌組織和癌旁正常組織，發(fā)現(xiàn)60.3%的腫瘤組織存在MMP-9基因高表達(dá)，與癌旁正常組織中8.9%高表達(dá)率存在顯著差異，然后他們用免疫組化法進(jìn)一步檢測(cè)了70例食管鱗癌組織標(biāo)本中MMP-9蛋白的表達(dá)情況[9]，發(fā)現(xiàn)MMP-9蛋白高表達(dá)與腫瘤分化程度（P=0.003）、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況（P=0.016）相關(guān)。這些結(jié)果均提示MMP-9基因的高表達(dá)與食管腫瘤的分化形成和局部進(jìn)展明顯相關(guān)，MMP-9基因高表達(dá)可能是食管癌發(fā)生、發(fā)展在分子水平上的一個(gè)啟動(dòng)機(jī)制或中間環(huán)節(jié)。El-Kenawy等[10]還發(fā)現(xiàn)在MMP-9基因高表達(dá)患者中，其腫瘤局部微血管密度明顯大于MMP-9基因低表達(dá)患者（P=0.002），并發(fā)現(xiàn)MMP-9基因表達(dá)的高低能反映腫瘤細(xì)胞的侵襲能力，同時(shí)可為診斷不同的病理類(lèi)型提供參考，這也間接提示MMP-9基因作為食管癌腫瘤標(biāo)志物的可能性。

4 MMP-9基因與食管癌預(yù)后

Tanioka等[11]采用免疫組化法檢測(cè)了55例食管癌（包括鱗癌和腺癌）組織中的MMP-9基因表達(dá)情況，同時(shí)對(duì)其病例進(jìn)行隨訪和生存分析后發(fā)現(xiàn)MMP-9基因高表達(dá)的患者總體生存率明顯低于MMP-9基因低表達(dá)的患者，結(jié)合病理分析其原因?yàn)镸MP-9基因過(guò)度表達(dá)導(dǎo)致淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移發(fā)生概率增加所致。Gu等[7]的研究結(jié)果也存在類(lèi)似上述生存率上的差異，提示食管癌患者M(jìn)MP-9基因的高表達(dá)與不良預(yù)后有關(guān)。Zhang等[12]將226例食管鱗癌患者的隨訪情況與MMP-9 SNP進(jìn)行相關(guān)的生存分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)攜帶MMP9-1562 CC基因型的患者較MMP9-1562 TT基因型預(yù)后較差（HR=2.97，95%CI：1.25-6.87，P=0.005）。Zeng 等[13]對(duì)2000-2011年35項(xiàng)研究共2 442例食管癌患者進(jìn)行Meta分析，發(fā)現(xiàn)MMP-9基因的表達(dá)情況與腫瘤分化、浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管浸潤(rùn)和預(yù)后情況等顯著相關(guān)，生存分析更是提示MMP-9基因表達(dá)是食管癌患者預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。

綜上所述，MMP-9基因的表達(dá)情況與食管癌發(fā)生、發(fā)展的多個(gè)環(huán)節(jié)顯著相關(guān)，但這種關(guān)聯(lián)只用其單純的酶解功能顯然不能完全解釋?zhuān)虼撕芏嘌芯空呦Ｍ茉谧饔脵C(jī)制和信號(hào)通路上進(jìn)行進(jìn)一步的研究。Allott等[14]在食管腺癌患者組織標(biāo)本研究中發(fā)現(xiàn)MMP-9基因過(guò)表達(dá)與p53基因表達(dá)下降相關(guān)。Fung等[15]則認(rèn)為MMP-9的過(guò)表達(dá)可抑制E-鈣黏蛋白的活性，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。但以往的這些研究也僅僅是提示MMP-9基因與部分腫瘤標(biāo)志物或信號(hào)通路存在關(guān)聯(lián)[16-17]，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展的可能性，但這些關(guān)聯(lián)尚未形成一套完整成熟的體系，不具備強(qiáng)有力的證據(jù)，因此有待于從基因和分子水平上進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

另外，在其臨床應(yīng)用方面，亦有研究人員已經(jīng)作了部分的嘗試。例如建立用ELISA檢測(cè)患者外周血清中MMP-9蛋白濃度來(lái)診斷食管癌的方法，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)有70%~75%的靈敏度，如果加上SCC－Ag的聯(lián)合檢測(cè)，靈敏度可提高至92%~97%，這些結(jié)果提示MMP-9有可能作為提示診斷的標(biāo)志物[18-19]，但考慮到MMP-9基因生理作用的廣泛性，其準(zhǔn)確性有待探討。

[1]Chen W,Zheng R,Baade P D,et al.Cancer statistics in China,2015[J].CACancer J Clin,2016,66(2):115-132.

[2]MillerKD,SiegelRL,Lin C C,et al.Cancer treatment and survivorship statistics,2016[J].CACancerJ Clin,2016,66(4):271-289.

[3]Jacob A,Prekeris R.The regulation of MMP targeting to invadopodia during cancer metastasis[J].Front Cell Dev Biol,2015,3:4.

[4]Herszenyi L,Hritz I,Pregun I,et al.Alterations of glutathione S-transferase and matrix metalloproteinase-9 expressions are early events in esophageal carcinogenesis[J].World J Gastroenterol,2007,13(5):676-682.

[5]Davelaar A L,Straub D,Buttar N S,et al.Active matrix metalloproteases are expressed early on and are high during the Barrett's esophagus malignancy sequence[J].Scand J Gastroenterol,2015,50(3):321-332.

[6]Wu J,Zhang L,Luo H,et al.Association of matrix metalloproteinases-9 gene polymorphisms with genetic susceptibility to esophageal squamous cell carcinoma[J].DNA Cell Biol,2008,27(10):553-557.

[7]Gu Z D,Li J Y,Li M,et al.Matrix Metalloproteinases Expression Correlates with Survival in Patients with Esophageal Squamous CellCarcinoma[J].Am J Gastroenterol,2005,100(8):1835-1843.

[8]Li Y,Ma J,Guo Q,et al.Overexpression of MMP-2 and MMP-9 in esophageal squamous cell carcinoma[J].Dis Esophagus,2009,22(8):664-667.

[9]Li Y,Guo H,Dong D,et al.Expression and prognostic relevance of Cyclophilin A and matrix metalloproteinase 9 in esophageal squamous cellcarcinoma[J].Diagn Pathol,2013,18(8):207.

[10]El-Kenawy Ael-M,Lotfy M,El-Kott A,et al.Significance of matrix metalloproteinase 9 and CD34 expressions in esophageal carcinoma:correlation with DNA content[J].J Clin Gastroenterol,2005,39(9):791-794.

[11]Tanioka Y,Voshida T,Yagawa T,et al.Matrixmetalloproteinase-7 and matrix metalloproteinase-9 are associated with unfavourable prognosis in superficial oesophageal cancer[J].British J Cancer,2003,89(11):2116-2121.

[12]Zhang L,Xi R X,Zhang X Z.Matrix metalloproteinase variants associated with risk and clinical outcome of esophageal cancer[J].Genet MolRes,2015,14(2):4616-4624.

[13]Zeng R,Duan L,Kong Y,et al.Clinicopathological and prognostic role of MMP-9 in esophageal squamous cell carcinoma:a meta-analysis[J].Chin J Cancer Res,2013,25(6):637-645.

[14]Allott E H,Lysaght J,Cathcart M C,et al.MMP9 expression in oesophageal adenocarcinoma isupregulated with visceral obesity and is associated with poor tumour differentiation[J].MolCarcinog,2013,52(2):144-154.

[15]Fung T M,Ng K Y,Tong M,et al.Neuropilin-2 promotes tumourigenicity and metastasis in oesophageal squamous cell carcinoma through ERK-MAPK-ETV4-MMP-E-cadherin deregulation[J].J Pathol,2016,239(3):309-319.

[16]Zeng R,Huang J P,Li X F,et al.Epb41l3 suppresses esophageal squamous cell carcinoma invasion and inhibits MMP2 and MMP9 expression[J].Cell Biochem Funct,2016,34(3):133-141.

[17]Tantai J C,Zhang Y,Zhao H.Heterophyllin B inhibits the adhesion and invasion of ECA-109 human esophageal carcinoma cells by targeting PI3K/AKT/β-catenin signaling[J].Mol Med Rep,2016,13(2):1097-1104.

[18]Lukaszewicz-Zajac M,Mroczko B,Kozlowski M,et al.Elevated levels of serum metalloproteinase 9 in patients with esophageal squamous cellcarcinoma[J].PolArch Med Wewn,2009,119(9):558-563.

[19]Mroczko B,Kozlowski M,Groblewska M,et al.The diagnostic value of the measurementof matrix metalloproteinase 9(MMP-9),squamous cell cancer antigen (SCC)and carcinoembryonic antigen (CEA)in the sera of esophageal cancer patients[J].Clin Chim Acta,2008,389(1-2):61-66.

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.22.2016-906

310022 杭州，浙江省腫瘤醫(yī)院腫瘤外科

李德川，E-mail：dechuanli@126.com

2016-10-22）

馬雯娜）