黃俊文 喬潔 梅子 陳茁 李楊 喬彬
1.鄭州大學第一附屬醫(yī)院口腔頜面外科 鄭州450052;2.湖北大學生命科學學院 省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室 武漢430062
口腔鱗狀細胞癌(oral squamous cell carcino?ma,OSCC)為常見腫瘤之一,其中每年新發(fā)病例約35.5 萬例,死亡病例約17.7 萬例[1]。近年來,有關(guān)OSCC 的診治取得很大進展。盡管如此,國外流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn),2019 年OSCC 的發(fā)病率和死亡率依舊達到3.71%和2.41%[2]。究其原因,除了有限的治療手段等因素外,腫瘤微環(huán)境與癌癥細胞間的相互作用在OSCC 的發(fā)生發(fā)展以及不良預后中扮演著重要角色。炎癥是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,與人類20%的腫瘤有關(guān)[3],被認為是惡性腫瘤八大特征之一[4]。
脂多糖結(jié)合蛋白(lipopolysaccharide binding protein,LBP)是1 種主要由肝細胞合成的相對分子質(zhì)量為6×104的Ⅰ型急性期反應(yīng)糖蛋白[5]。LBP在調(diào)節(jié)感染或炎癥疾病引起的全身炎癥反應(yīng)中起到重要作用[6],其對宿主免疫調(diào)節(jié)的作用主要是通過脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)介導的信號通路實現(xiàn)的。即LBP 參與LPS 向分化抗原簇14(cluster of differentiation 14,CD14)的轉(zhuǎn)移,然后 通 過Toll 樣 受 體4 (Toll?like receptor,TLR4)信號途徑激活巨噬細胞,從而引發(fā)先天性免疫反應(yīng)[7?8]。另有研究報道,LBP 在人外周血單核細胞上表達,并且還可以不依賴LPS 誘導途徑直接與人巨噬細胞和單核細胞相互作用[9]。此外,Boylan等[10]通過iTRAQ?定量蛋白質(zhì)組分析技術(shù)發(fā)現(xiàn),人卵巢癌中LBP 蛋白表達量是正常人LBP 蛋白表達量的2 倍左右。隨后發(fā)現(xiàn)LBP 在多種癌組織中過表達,并且與癌癥的發(fā)展息息相關(guān)[11?13]。然而,LBP在OSCC中的作用卻鮮有研究。
CD204 亦稱巨噬細胞清道夫受體A(macroph?age scavenger receptor A,MSR?A),是巨噬細胞表達的主要受體之一[14],主要調(diào)控巨噬細胞替代性活化。并且大量研究表明,CD204 與包括OSCC在內(nèi)的多種癌癥關(guān)系密切[15?18]。鑒于此,將LBP與CD204 進行免疫組織化學雙染實驗,可以初步探索LBP 與巨噬細胞的基本關(guān)系并為以后研究LBP與OSCC的作用機制奠定基礎(chǔ)。
本研究中,筆者通過對LBP、CD204 蛋白進行免疫組織化學雙染實驗以及酶聯(lián)免疫吸附試驗以檢測LBP 在OSCC 患者癌組織和血清中的表達情況。同時,本研究也對LBP 與OSCC 的臨床病理特征作了相關(guān)性分析,以探究LBP 在OSCC 中的表達及其潛在的意義。
本研究選擇2018 年1 月—2020 年4 月在鄭州大學第一附屬醫(yī)院診治的178名成年OSCC患者和90 名正常人。OSCC 患者納入標準為臨床病理診斷為原發(fā)性O(shè)SCC,并且術(shù)前未行放療和化療。其中選取48 名OSCC 患者,于手術(shù)過程中采集癌組織及相對應(yīng)癌旁組織(距離癌組織>3 cm)標本,立即行4%多聚甲醛固定;選取130 名OSCC患者和90 名正常人分別于術(shù)前空腹及空腹狀態(tài)下抽取3 mL 外周靜脈血,注入促凝管中靜置1 h 后,4 ℃離心10 min(3 000 r·min?1),吸取血清并分裝置于?80 ℃中保存。收集患者的臨床病理資料主要包括腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期和病理分級等。所有標本的收集及使用均經(jīng)受試者同意并簽署知情同意書,本實驗已經(jīng)鄭州大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準同意。
DS?0001 免疫組織化學試劑盒(北京中杉金橋公司),DY870?05 試劑盒(R&D Systems 中國公司)。兔抗人LBP 抗體(HPA001508,中國Sigma?Aldrich公司),工作質(zhì)量分數(shù)為1∶100;鼠抗人CD204 抗體(Clone No. SRA?E5,Transgenic公司,美國),工作質(zhì)量分數(shù)為1∶200。
免疫組織化學實驗的主要步驟如下:厚度為3 μm 的組織切片分別經(jīng)二甲苯和梯度酒精脫蠟和水化,高溫高壓下檸檬酸鈉緩沖液抗原修復后進行內(nèi)源性酶阻斷劑和山羊血清封閉,LBP 和CD204 混合一抗4 ℃孵育過夜,復溫后行混合二抗孵育,DAB 和GBI 顯色,Mayer’s 蘇木素復染,封片等。未添加一抗組設(shè)為陰性對照組。每次實驗至少重復3次。所有切片均經(jīng)400倍放大觀察并選取10個具有代表性的視野進行拍片,由3名病理醫(yī)生結(jié)合巨噬細胞陽性染色的強度和所占百分比進行評分。巨噬細胞陽性染色強度記分的標準如下。0:無染色;1:輕度染色;2:中度染色;3:重度染色。陽性細胞所占百分比記分的標準如下。0:陰性;1:1%~25%陽性細胞;2:25%~50%陽性細胞;3:50%~75%陽性細胞;4:75%~100%陽性細胞。最后計算兩種記分的乘積求得平均值[19]。此平均值>0者為陽性,反之為陰性。
血清樣本稀釋度為1∶100,實驗步驟嚴格按照DY870?05 試劑盒說明書進行,其主要步驟如下。首先將捕獲抗體包被在酶標板上,室溫孵育過夜,次日封閉液封閉1 h,隨后依次加入標準品或血清樣本及檢測抗體各室溫孵育2 h,接著先后加入辣根過氧化物標記酶和底物溶液顯色,各室溫避光孵育15 min,最后加入終止溶液終止顯色,用酶標儀分別在450 nm 和540 nm(校正波長)下測定光密度值(optical density,OD),進而繪制標準曲線計算樣本的LBP 血清質(zhì)量濃度。每次實驗至少重復3次。
采用SPSS 21 進行數(shù)據(jù)分析,若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布者用χˉ±SD 表示,選擇獨立樣本t檢驗或單因素ANOVA 分析比較LBP 或CD204 表達水平與不同分組之間的關(guān)系,反之用M(Q1?Q3)表示,選擇Mann?Whitney或Kruskal?Wallis非參數(shù)檢驗進行比較。采用Medcalc 繪制ROC 曲線分析LBP 血清濃度在OSCC 診斷的應(yīng)用價值,利用You?den 指數(shù)確定LBP 血清質(zhì)量濃度最佳臨界值并計算相應(yīng)的特異性和靈敏度。ROC 曲線下面積(area under curve,AUC)采用Z檢驗。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
免疫組織化學實驗的標本信息見表1。LBP主要表達在OSCC 中的間質(zhì)細胞胞漿內(nèi)或胞膜上,呈紅色染色;CD204 主要表達在OSCC 中的巨噬細胞胞漿內(nèi)或胞膜上,呈黃褐色染色。CD204 和LBP 共表達在巨噬細胞中則呈現(xiàn)暗紅色染色,說明LBP 表達在巨噬細胞中。雙染結(jié)果發(fā)現(xiàn),和癌旁組織相比,OSCC 組織中的LBP 表現(xiàn)出更強的染色強度和更廣的染色范圍。本實驗對雙染結(jié)果進行半定量分析,發(fā)現(xiàn)癌組織中的免疫組織化學評分明顯比癌旁組織的高(P<0.001),提示LBP可能是OSCC 的檢測標志物。同時CD204 在OSCC 組織中過表達(圖1)。另外,本實驗還發(fā)現(xiàn),LBP 主要表達在巨噬細胞中,這提示LBP 可能通過與巨噬細胞相互作用從而對OSCC 產(chǎn)生影響。
表1 LBP的表達與OSCC患者臨床病理特點的關(guān)系Tab 1 Association between the patient’s clinicopathological characteristics and LBP expression in OSCC patients
本實驗對OSCC 的腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、病理分期和臨床分期進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)在不同腫瘤分期的癌組織中,LBP 表達水平有明顯差異(P=0.007)。同時,臨床分期越高,LBP 表達量也越大(P=0.007)(圖2)。
與淋巴結(jié)未轉(zhuǎn)移患者的LBP 表達水平相比,淋巴結(jié)已轉(zhuǎn)移患者的LBP 表達水平顯著升高(P=0.039)(圖3)。
此外,本實驗也發(fā)現(xiàn)CD204 與OSCC 患者的腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床分期明顯關(guān)聯(lián)(P<0.05)。然而,本實驗并未發(fā)現(xiàn)LBP 或CD204 與OSCC 的病理分級有關(guān)(P>0.05),其與患者的年齡、性別亦不相關(guān)(圖3)。
圖1 LBP和CD204在OSCC組織中過表達Fig 1 The overregulated expression of the LBP and CD204 protein in the OSCC tissues
圖2 LBP和CD204在不同的腫瘤分期以及臨床分期OSCC中的表達Fig 2 The LBP and CD204 protein expression in different T?classification and clinical stage of OSCC
圖3 LBP和CD204在不同的病理分級以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移OSCC中的表達Fig 3 The LBP and CD204 protein expression in different histological grade and node lymph metastasis of OSCC
從這些結(jié)果可以預測,LBP 與OSCC 的發(fā)生發(fā)展以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。
由于前期研究發(fā)現(xiàn),LBP 與OSCC 有相關(guān)性,本研究則進一步檢測了LBP 在OSCC 患者血清中的表達情況。
酶聯(lián)免疫吸附試驗的標本信息見表2。實驗結(jié)果表明,正常人LBP 血清質(zhì)量濃度為1.02 μg·mL?1(0.81~1.10 μg·mL?1),OSCC 患者的LBP 血清質(zhì)量濃度為1.59 μg·mL?1(1.31~2.03 μg·mL?1)。與正常人比較,OSCC患者的LBP血清質(zhì)量濃度明顯升高(P<0.001)。并且本實驗對OSCC 患者的臨床病理特點進行統(tǒng)計學分析,發(fā)現(xiàn)LBP 血清質(zhì)量濃度與其臨床分期(P<0.001)和腫瘤分期(P<0.001)相關(guān)。然而,OSCC患者的年齡、性別、病理分級以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與LBP 血清質(zhì)量濃度之間未出現(xiàn)相關(guān)性(圖4)。此結(jié)果與免疫組織化學實驗結(jié)果基本保持一致。
本實驗通過繪制ROC 曲線分析血清中LBP 質(zhì)量濃度在OSCC診斷中的價值。其中AUC為0.876(95%CI,0.825~0.917;Z=15.614;P<0.001),LBP血清質(zhì)量濃度的最佳截斷值為0.733 μg·mL?1,此時的特異性為93.3%,敏感性為80.0%(圖5)。這提示,LBP 血清質(zhì)量濃度可以作為有效的OSCC診斷輔助指標之一。
表2 LBP血清濃度與OSCC患者臨床病理特點的關(guān)系Tab 2 Association between the patient’s clinicopathological characteristics and LBP serum level in OSCC patients
圖4 LBP在OSCC患者以及正常人組的血清質(zhì)量濃度Fig 4 The increased serum level of LBP in OSCC patients
圖5 OSCC組與正常人組ROC曲線Fig 5 ROC curve for OSCC patients vs.normal group
本研究首次提出LBP 在人OSCC 中高表達,并且發(fā)現(xiàn)LBP 與OSCC 的腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及臨床分期有關(guān),但未發(fā)現(xiàn)其與OSCC 患者的性別、年齡以及病理分級相關(guān)。并且通過ROC 曲線分析發(fā)現(xiàn)LBP 血清質(zhì)量濃度在OSCC 診斷中具有重要價值。
大量研究表明,LBP 在促進癌癥發(fā)展方面可能發(fā)揮重要作用。例如,Boylan等[10]發(fā)現(xiàn)人卵巢癌LBP 蛋白表達量明顯比正常人高。在人結(jié)腸癌中也檢測到LBP 基因異常表達[20?21]。而且,LBP 也被報道有助于癌癥的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和不良預后。Kovacs等[11]發(fā)現(xiàn)無論是基因水平還是蛋白水平,LBP 在傳統(tǒng)性腎細胞癌中都顯著高表達,并且隨著臨床分期和病理分級的增加而增高,這對于傳統(tǒng)性腎細胞癌的發(fā)生和不良預后作用突出。在肝細胞癌中也能觀察到類似現(xiàn)象,而且與LBP 低表達組相比,LBP 高表達組的平均總生存期相對減少17 個月,平均復發(fā)時間相對提前13.1 個月[22]。同時,人血清中LBP 的質(zhì)量濃度與非小細胞肺癌呈正相關(guān),轉(zhuǎn)移性非小細胞肺癌患者血清中LBP表達水平也遠高于非轉(zhuǎn)移性非小細胞肺癌患者[13]。
CD204 主要在腫瘤相關(guān)巨噬細胞中表達,在多種癌癥中有廣泛研究,被認為是腫瘤相關(guān)巨噬細胞的分子標志物。本實驗中表達CD204 的巨噬細胞呈現(xiàn)黃褐色染色,在不同的腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及臨床分期OSCC 中,CD204 表達存在明顯差異,表明CD204 與OSCC 的發(fā)生發(fā)展有關(guān),這與以往的報道相一致[23]。
已有研究報道,LBP 在巨噬細胞上有表達[9],本研究通過免疫組織化學雙染實驗發(fā)現(xiàn)共表達在同一細胞的LBP 和CD204 兩者染色相互疊加顯現(xiàn)新的染色,并且此種細胞主要浸潤在腫瘤組織間質(zhì)中,從而證實了LBP 表達在OSCC 的腫瘤相關(guān)巨噬細胞上。體外實驗表明,LPS 刺激與單核細胞共培養(yǎng)的頭頸部鱗狀細胞癌細胞,可以增強巨噬細胞分泌腫瘤促進因子包括CD14、白細胞介素?6 和一氧化氮等,這個過程可以增強頭頸部鱗狀細胞癌細胞系的生長和侵襲[24?25]。進而推測,LBP可能參與腫瘤相關(guān)巨噬細胞與腫瘤細胞的相互作用,促進腫瘤相關(guān)巨噬細胞分泌細胞因子,引起腫瘤的發(fā)生發(fā)展。有研究報道,正常人血清中LBP 質(zhì)量濃度保持在0.5 μg·mL?1以下[5]。本實驗中OSCC 患者的LBP 血清質(zhì)量濃度明顯高于正常人血清中LBP 質(zhì)量濃度,并且血清中LBP 質(zhì)量濃度的最佳臨界值為0.733 μg·mL?1,可以作為有效的OSCC輔助性診斷指標之一。筆者初步發(fā)現(xiàn),LBP在OSCC 中異常表達,并與腫瘤的臨床分期等有關(guān),對腫瘤的發(fā)生發(fā)展可能起到正向作用。未來有必要深入研究LBP 在調(diào)控OSCC 的發(fā)生發(fā)展過程中潛在的分子機制。
總之,無論是在OSCC 癌組織或者血清中,LBP 表達水平明顯上調(diào),與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),提示LBP在OSCC的診斷中具有潛在的臨床價值。
利益沖突聲明:作者聲明本文無利益沖突。