韋海鴻, 房 林
(同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院甲狀腺乳腺外科,上海 200072)
NUAK2,即NUAK家族SNF1樣激酶2,又名SNARK(SNF1/AMPK-related kinase),是腺苷酸活化的蛋白激酶(AMPK)相關(guān)激酶家族的第4個成員,于1995年首次被發(fā)現(xiàn)[1]。人NUAK2的cDNA全長3443bp,編碼628個氨基酸蛋白,相對分子質(zhì)量約為69000,染色體定位為1q32.1[2-3]。
NUAK2在人體內(nèi)的作用尚不十分明確,已有的研究表明NUAK2對于介導(dǎo)細(xì)胞間的分離、維持肌動蛋白應(yīng)力纖維的穩(wěn)定是必需的[2,4],在維持骨骼肌的質(zhì)量、調(diào)控心肌細(xì)胞葡萄糖的轉(zhuǎn)運及脂肪細(xì)胞的穩(wěn)定方面也發(fā)揮著重要作用[5-7]。除此之外,現(xiàn)有的關(guān)于NUAK2與腫瘤相關(guān)性得研究提示NUAK2可能發(fā)揮著促進腫瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移的作用,同時,除了應(yīng)激狀態(tài)可以使NUAK2的活性上調(diào)以外[8],某些細(xì)胞因子也可以調(diào)控NUAK2的活性,包括一些腫瘤相關(guān)的細(xì)胞因子,如LKB1、死亡受體CD95、TNF-α和EB病毒潛伏膜蛋白(LMP1)等都可以上調(diào)NUAK2的活性[9-12],因此,NUAK2在腫瘤中發(fā)揮的具體作用值得進一步探索。
迄今為止,NUAK2是否與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān)尚無定論,本實驗通過測定乳腺癌組織中的NUAK2基因表達(dá)的產(chǎn)物——NUAK2蛋白的表達(dá)水平,結(jié)合相關(guān)的臨床、病理特征進行分析,初步推斷NUAK2在乳腺癌中發(fā)揮的作用。由于乳腺癌不同的分子分型的治療方法及預(yù)后存在差異,因此本研究把最常見的Luminal型乳腺癌單獨作為研究對象,為今后更深入的研究提供依據(jù)。
隨機抽取從2015年1月1日—2015年12月31日在同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院甲狀腺乳腺外科接受手術(shù)治療的Luminal型浸潤性乳腺癌患者53例(分子分型根據(jù)《NCCN指南2017年第4版乳腺癌》[13])。手術(shù)方式包括乳腺癌改良根治術(shù)、保留乳房的乳腺癌切除術(shù)。術(shù)中常規(guī)予以腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)或前哨淋巴結(jié)活檢術(shù),前哨淋巴結(jié)活檢陽性患者追加進行腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)。所有患者均按照相關(guān)指南決定是否接受術(shù)后化療、內(nèi)分泌治療、靶向治療和放療。
有以下情況之一者,不作為本研究的對象。有乳腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移者;雙側(cè)乳腺癌患者;既往有其他惡性腫瘤病史患者;未按照醫(yī)囑接受術(shù)后輔助化療、內(nèi)分泌治療、靶向治療、放療者,或化療、內(nèi)分泌治療、靶向治療、放療中斷的患者。
隨訪方式主要以住院復(fù)查隨訪、門診隨訪和電話隨訪為主,術(shù)后1~2年內(nèi)至少每3個月隨訪1次,第3~4年至少每4~6個月隨訪1次。隨訪內(nèi)容包括觸診體檢、血生化、血常規(guī)和肝臟彩超。有癥狀患者、或復(fù)發(fā)風(fēng)險較高患者根據(jù)情況予以檢查骨掃描、CT或MRI,但不作為常規(guī)隨訪檢查項目。隨訪開始時間為術(shù)后第1天,隨訪結(jié)束時間截點為2019年4月30日。
總體生存期(overall survival, OS)定義為納入本研究的患者自接受手術(shù)之日起至因乳腺癌引起死亡的時間。無復(fù)發(fā)生存期(recurrence-free survival, RFS)定義為納入本研究的患者自接受手術(shù)之日其至發(fā)現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移的時間。
滿足下列情況之一者作為刪失數(shù)據(jù)(censored case),終止隨訪時間即為研究結(jié)束時間。(1) 觀察對象中途失訪者;(2) 觀察對象死于其他與研究無關(guān)的原因者;(3) 觀察對象的生存期超過了研究的結(jié)束時間截點。
根據(jù)納入研究的53例患者信息,調(diào)取同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院病理科常規(guī)石蠟包埋的組織,針對腫瘤組織和距離腫瘤5cm以上的正常乳腺組織,選取最佳切面,使用切片機進行切片,切片厚度控制在4~6μm。
用毛筆蠟帶挑取切片,放入40~45℃水浴鍋中進行展片,等到蠟片充分展平后,取一清潔載玻片,載玻片上涂一薄層蛋白甘油,然后在水中撈取切片,保證其平整地黏附在載玻片上,放到格盤內(nèi),置38℃ 溫箱中烘干。
最終獲得乳腺癌切片標(biāo)本53例,正常乳腺組織切片標(biāo)本47例,根據(jù)相關(guān)信息在載玻片上做好標(biāo)記。此外額外制作足量的切片標(biāo)本以進行預(yù)實驗確定免疫組化染色時的抗體稀釋比例。
本研究使用NUAK2抗體來自Proteintech公司的兔多克隆抗體,使用Ultraview DAB全自動免疫組化儀進行免疫組化染色。
將石蠟切片放入全自動免疫組化儀器的切片槽內(nèi),檢查各試劑均足量,完成信息確認(rèn)點擊開始,按照儀器使用指南啟動全自動免疫組化儀,步驟如下。(1) 加熱載玻片至75℃,孵育4min;(2) 將載玻片降溫至72℃,孵育4min;使用脫蠟液(EZ)脫蠟12min;沖洗載玻片,加熱載玻片至100℃;(3) 免疫組化抗原修復(fù)緩沖液(CC1)修復(fù)64min;(4) 沖洗載玻片,將載玻片降溫至37℃;(5) 添加紫外線抑制劑(UV inhibitor),孵育4min;(6) 沖洗載玻片,添加NUAK2抗體,抗體稀釋比例分別為1∶20、1∶50、1∶100、1∶200、1∶400、1∶500,孵育16min;(7) 沖洗載玻片,添加UV HRP UNIV MULT,孵育8min;(8) 沖洗載玻片,同時添加UV DAB和UV DAB H2O2,孵育 8min;(9) 沖洗載玻片,添加UV COPPER,孵育4min;(10) 沖洗載玻片,添加hematoxylin Ⅱ,孵育4min;沖洗載玻片,添加BLUING REAGENT,孵育4min;(11) 取出切片,使用洗潔精和溫水浸泡、柔和沖洗,將油跡清洗干凈,然后放入乙醇中浸泡脫水,乙醇濃度依次為85%、95%和100%,二甲苯透明兩次,加入中性樹脂封片,鏡下觀看。
首先按照上述步驟進行預(yù)實驗確定最佳抗體稀釋比例為1∶400,重復(fù)上述步驟,對53例乳腺癌標(biāo)本及47例正常乳腺組織標(biāo)本進行免疫組化染色。
免疫組化評分由兩位病理科醫(yī)師進行,在顯微鏡下使用低倍鏡觀察選出最佳視野范圍,在此范圍中再使用高倍鏡(10×40)隨機觀察5個視野,免疫組化評分被定義為染色陽性細(xì)胞頻率和染色強度的乘積。
染色陽性細(xì)胞頻率評分標(biāo)準(zhǔn)為: 在高倍鏡下的5個視野中,陽性細(xì)胞比例<5%計為0分,5%~25%計為1分,26%~50%計為2分,51%~75%計為3分,76%以上計為4分。
染色強度評分標(biāo)準(zhǔn)為: 在高倍鏡下觀察,無特異性染色即為染色陰性,計為0分,染色為淡黃色為弱陽性染色計為1分,棕黃色為中度陽性計為2分,深棕色為強陽性計為3分。
最終以染色陽性細(xì)胞頻率評分與染色強度評分的乘積作為免疫組化最終評分結(jié)果,凡遇兩位病理醫(yī)師評分差異較大者,聯(lián)系第3位病理醫(yī)師進行評分得出最終結(jié)果,最終評分結(jié)果為0~12分。
本研究共納入Luminal型乳腺癌患者53例,均為女性;年齡31~70歲,平均為(52.2±1.25)歲,其中32例已絕經(jīng);病理學(xué)類型: 45例浸潤性導(dǎo)管癌、4例浸潤性小葉癌、4例粘液癌;Luminal A型患者23例,Luminal B型患者30例;患者腫瘤病理學(xué)分級Ⅰ級9例、Ⅱ級28例、Ⅱ~Ⅲ級7例(Ⅱ~Ⅲ指分級介于Ⅱ級和Ⅲ級之間)、Ⅲ級9例;3例患者組織標(biāo)本脈管內(nèi)有癌栓;5例患者Her2陽性;腫瘤最大徑0.5~6cm,平均(2.05±0.122) cm;轉(zhuǎn)移腋窩淋巴結(jié)數(shù)目為0~28枚,平均(2.42±0.731)枚;Ki-67值為5%~80%,平均(29.15±2.293)%;病理TNM分期: Ⅰ 期22例、Ⅱ 期19例和 Ⅲ 期12例;隨訪時間為9~51個月,平均為(41.23±1.08)個月,其中48例獲得完整隨訪,5例中途失訪,失訪率為9.43%;至隨訪時間結(jié)束,出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移的患者共10例,其中8例因腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移死亡,死于其他原因者0例。
免疫組化染色顯示,NUAK2蛋白在乳腺癌組織中的細(xì)胞核、細(xì)胞漿內(nèi)均有表達(dá),但以核表達(dá)為主,典型的NUAK2蛋白在乳腺癌組織及癌旁組織中的免疫組化染色情況見圖1。根據(jù)其核表達(dá)水平進行免疫組化評分,53例乳腺癌組織免疫組化評分平均得分為(3.660±0.437)分,而47例癌旁乳腺組織平均得分為(2.128±0.294)分,NUAK2蛋白在乳腺癌組織中的表達(dá)高于癌旁乳腺組織(P=0.032)。通過兩兩配對比較同時擁有乳腺癌組織及癌旁組織的47例患者的組織標(biāo)本,其中乳腺癌組織中NUAK2免疫組化評分高于癌旁正常組織的有26例、相等的有10例、低于癌旁正常組織的有11例,分別占比55.3%、21.3%和23.4%,這47例乳腺癌組織中NUAK2免疫組化評分均值為(3.893±0.476)分,高于47例癌旁乳腺癌組織的(2.128±0.294)分(P=0.000<0.05)。另外,根據(jù)NUAK2在組織中免疫組化評分的高低,以0≤評分<3、3≤評分<6、6≤評分<9、9≤評分≤12分為4組,在乳腺癌組織中,各組分布頻數(shù)為26、10、14和3,而在癌旁乳腺組織中則為38、6、2和1,提示在乳腺癌組織中NUAK2蛋白也更趨向于高表達(dá),且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.005),見表1。
根據(jù)臨床、病理及隨訪數(shù)據(jù)將患者進行分組,比較不同組別的NUAK2免疫組化評分是否存在差異,死亡患者的NUAK2評分明顯升高,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.037<0.05,秩和檢驗),提示NUAK2蛋白的高表達(dá)可能與乳腺癌患者的預(yù)后不良相關(guān),見表2。
圖1 NUAK2蛋白在乳腺癌組織及癌旁組織中的免疫組化染色情況Fig.1 The immunohistochemical staining of NUAK2 protein in breast cancer and adjacent tissuesA和E、B和F、C和G、D和H分別為4例患者的癌旁組織和乳腺癌組織的鏡下照片;免疫組化染色結(jié)果顯示腫瘤組織細(xì)胞核染色強度高于癌旁組織
表1 乳腺癌組織和癌旁組織的免疫組化評分在各組中的分布
為進一步分析NUAK2蛋白表達(dá)水平和乳腺癌患者復(fù)發(fā)、死亡等預(yù)后情況的相關(guān)性,依據(jù)53例患者NUAK2評分的中位數(shù)(NUAK2評分=3分)將其分為兩組,得到NUAK2低表達(dá)組(評分≤3分)27例[均值為(1.074±0.168)分],NUAK2高表達(dá)組(評分>3分)26例[均值為(6.3462±0.460)分],使用Kaplan-Meier曲線分析法進行統(tǒng)計學(xué)分析,兩組患者無復(fù)發(fā)生存和總體生存曲線見圖2~3。NUAK2高表達(dá)組和低表達(dá)組的無復(fù)發(fā)生存率分別為69.2%和91.7%,高表達(dá)組無復(fù)發(fā)生存率明顯降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.035);NUAK2高表達(dá)組和低表達(dá)組的總體生存率分別為72.6%和94.1%,差異同樣具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.024),提示NUAK2高表達(dá)組乳腺癌患者更容易復(fù)發(fā)、死亡;另外,《NCCN指南2017年第4版乳腺癌》中乳腺癌術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險評估顯示: 乳腺癌術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險的危險度與年齡、原發(fā)腫瘤(pT)分期、病理學(xué)分級、脈管是否存在癌栓、HER2基因是否擴增以及是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān),從而分析NUAK2高表達(dá)組和低表達(dá)組患者與這些因素的相關(guān)性,顯示NUAK2高表達(dá)組患者較低表達(dá)組更容易出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.038),見表3。
表2 乳腺癌組織中NUAK2表達(dá)水平與臨床、病理特征之間的關(guān)系
續(xù)表
圖2 Kaplan-Meier生存曲線分析NUAK2蛋白表達(dá)水平與患者無復(fù)發(fā)生存率的關(guān)系Fig.2 Kaplan-meier survival curve analysis of the correlation between the expression level of NUAK2 protein and recurrence-free survival
利用Cox比例風(fēng)險回歸模型分析與患者預(yù)后相關(guān)的影響因素。由于本研究樣本量較少,變量較多,首先進行單因素分析篩選出可能相關(guān)的變量,見表4。為避免篩選條件太嚴(yán)格將真正影響預(yù)后的變量刪除,參考其他相關(guān)研究的做法,適當(dāng)將P值的限制放寬(大多數(shù)研究將其放寬為0.1~0.15),在此設(shè)定P<0.1者即可納入下一步的多因素分析;另外,雖然某些指標(biāo)在單因素Cox風(fēng)險回歸分析時被認(rèn)為是無關(guān)變量(P值≥0.1),若這些指標(biāo)被證實與乳腺癌的復(fù)發(fā)相關(guān),亦將其納入多因素分析;經(jīng)處理后將年齡、病理學(xué)分級、脈管癌栓情況、Her2、原發(fā)腫瘤分期(pT)、區(qū)域淋巴結(jié)分期(pN)和NUAK2評分納入多因素Cox比例風(fēng)險回歸模型,見表5。結(jié)果顯示原發(fā)腫瘤分期、區(qū)域淋巴結(jié)分期以及NUAK2評分與乳腺癌的復(fù)發(fā)相關(guān),而原發(fā)腫瘤分期與乳腺癌的死亡相關(guān),推測NUAK2蛋白可以作為是預(yù)測乳腺癌復(fù)發(fā)的獨立危險因素。
圖3 Kaplan-Meier生存曲線分析NUAK2蛋白表達(dá)水平與患者總體生存率的關(guān)系Fig.3 Kaplan-meier survival curve analysis of the correlation between the expression level of NUAK2 protein and overall survival
表3 NUAK2表達(dá)水平與乳腺癌復(fù)發(fā)相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系
表4 單因素Cox比例風(fēng)險回歸模型分析結(jié)果
表5 多因素Cox比例風(fēng)險回歸模型分析結(jié)果
2018年的數(shù)據(jù)顯示,在全球范圍內(nèi)的女性群體之中,乳腺癌的發(fā)患者數(shù)和死亡人數(shù)均已位列第一[14]?;仡櫲橄侔┲委煹臍v史,不難發(fā)現(xiàn)手術(shù)范圍的擴大并不能改善生存率,而近年來乳腺癌患者生存率的改善,主要歸功于早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷以及術(shù)后綜合輔助治療的不斷完善。盡管如此,仍然有一部分患者無法避免地出現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,因此,尋找新的風(fēng)險基因和治療靶點從而獲得新的分型、新的藥物和治療策略勢在必行。
在NUAK2與其他腫瘤的相關(guān)性研究中,F(xiàn)u等[15]發(fā)現(xiàn)在腦膠質(zhì)瘤組織中,NUAK2表達(dá)上調(diào),其表達(dá)與疾病的晚期有關(guān),體外研究發(fā)現(xiàn),NUAK2過表達(dá)促進了A172膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,而攜帶靶向的NUAK2沉默抑制了A172膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖。Namiki等[16-18]在黑色素瘤的相關(guān)研究中,敲除NUAK2可以誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞的衰老,降低s期比例,減少遷移,體內(nèi)分析顯示,下調(diào)NUAK2會抑制小鼠黑色素瘤的生長,高水平NUAK2表達(dá)的肢端黑色素瘤患者復(fù)發(fā)的風(fēng)險大于低水平NUAK2表達(dá)的肢端黑色素瘤患者,表明NUAK2的表達(dá)與黑色素瘤細(xì)胞的致癌特性和肢端黑色素瘤患者的生存密切相關(guān)。在另一項NUAK2和胃癌關(guān)系的研究中,NUAK2蛋白在腫瘤組織和正常胃組織中的表達(dá)存在差異,同時NUAK2能顯著促進胃癌細(xì)胞的增殖,NUAK2過表達(dá)降低了G1期細(xì)胞百分率,增加了S期細(xì)胞百分率[19]。Western印跡法分析和miRNA微陣列顯示,過表達(dá)NUAK2導(dǎo)致增殖標(biāo)志物c-myc、增殖細(xì)胞核抗原、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2、miRNA 21、胃癌干細(xì)胞標(biāo)志物醛脫氫酶1、CD44、CD133表達(dá)水平升高[19]。而本研究的結(jié)果表明,NUAK2蛋白在Luminal型乳腺癌組織細(xì)胞核中較正常乳腺組織高表達(dá),其表達(dá)水平與患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及預(yù)后情況存在相關(guān)性,這也與上述提到的研究結(jié)果相一致,可見NUAK2可能在乳腺癌等多種腫瘤中發(fā)揮著促進腫瘤發(fā)生、生長、侵襲、轉(zhuǎn)移的作用。
原癌基因活化后可以通過表達(dá)產(chǎn)物的質(zhì)和量的變化或表達(dá)方式在時間及空間上的改變,使細(xì)胞脫離正常的信號控制,從而發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化,而本研究的結(jié)果恰恰顯示了NUAK2基因表達(dá)的產(chǎn)物——NUAK2蛋白在Luminal型乳腺癌患者的腫瘤組織中高表達(dá),且表達(dá)水平與的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及預(yù)后相關(guān)。
而早在2008年,Argos等[20]為了識別與乳腺癌發(fā)生有關(guān)的新基因,選取接受手術(shù)的浸潤性乳腺癌患者的病理切片標(biāo)本,對其正常組織及腫瘤組織的DNA進行了全基因組掃描并進行對比,結(jié)果提示染色體區(qū)域1q32.1為拷貝數(shù)擴增顯著的區(qū)域,而人NUAK2基因的染色體定位恰恰就是1q32.1;另外,查閱TCGA數(shù)據(jù)庫,NUAK2基因在四種分子分型的乳腺癌組織中的表達(dá)量均高于正常乳腺組織。
原癌基因活化的方式包括基因突變、基因擴增、染色體易位和獲得啟動子和增強子,結(jié)合Argos等[20]的研究、TCGA數(shù)據(jù)庫的資料以及本研究的結(jié)果,NUAK2可能是通過基因擴增的方式使其表達(dá)產(chǎn)物——NUAK2蛋白增加,從而發(fā)揮促進乳腺癌發(fā)生發(fā)展的作用。
本研究雖然提示NUAK2蛋白與Luminal型乳腺癌存在相關(guān)性,但關(guān)于其具體的作用機制未能明確。然而,可以根據(jù)此前的研究作出一定的假設(shè)。
Kolliopoulos等[21]發(fā)現(xiàn)在TGF-β信號通路中,NUAK2是該通路的一個靶基因,更重要的是,NUAK2在其中發(fā)揮著正反饋的作用,相當(dāng)于TGF-β信號通路的增強子,可以增強TGF-β的活性;而當(dāng)沉默NUAK2時,TGF-β的活性是明顯受抑制的。Gill等[22]發(fā)現(xiàn),在HIPPO通路中,NUAK2是YAP/TAZ的激活劑,可以直接抑制lats介導(dǎo)的YAP/TAZ磷酸化,進而上調(diào)YAP/TAZ的活性;另外NUAK2是YAP/TAZ的一個下游因子,YAP/TAZ只有通過誘導(dǎo)NUAK2,才能實現(xiàn)YAP/TAZ信號通路的有效性,說明NUAK2是YAP/YAZ的一個靶基因且在其中起到正反饋的作用。而Yuan等[23]的研究得到了類似的結(jié)果,他們以肝癌為模型,確定NUAK2是YAP發(fā)揮作用的重要中介,NUAK2的缺失將會抑制YAP的作用,進一步深入研究表明,NUAK2可以被YAP誘導(dǎo)活化并反作用于YAP從而介導(dǎo)YAP的自我強化。
TGF-β信號通路可以誘導(dǎo)乳腺上皮細(xì)胞發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,對乳腺癌的侵襲、轉(zhuǎn)移以及耐藥性發(fā)揮促進作用;而YAP/TAZ作為HIPPO信號通路的核心組件,也可以促進乳腺癌細(xì)胞的生長、進展、轉(zhuǎn)移,影響著乳腺癌患者的預(yù)后。所以,有可能NUAK2是通過與TGF-β通路、HIPPO通路相互作用而發(fā)揮促癌的作用,但是否如此,本研究無法提供依據(jù),需要更進一步的研究進行驗證。
綜上所述,NUAK2可能在乳腺癌等多種腫瘤中都發(fā)揮著促進腫瘤發(fā)生、生長、侵襲、轉(zhuǎn)移的作用。雖然本研究僅以Luminal型乳腺癌患者作為研究對象,樣本量也較小,不足以代表NUAK2蛋白在所有分子分型的乳腺癌組織中的表達(dá)情況;且本研究僅使用免疫組化方法、從蛋白的層面分析了NUAK2蛋白在Luminal型乳腺癌組織中的表達(dá)情況,方法較為單一,半定量實驗說服力也不足;但總體來說,不管是在乳腺癌中還是其他腫瘤中,NUAK2都有著很高的研究價值。希望通過本研究,能吸引更多的研究者去進一步探索,揭開NUAK2的面紗,相信其結(jié)果是讓人期待的。