武壯壯,申 振,武太勇,王佳妮,李 健,陳士偉,靳文軒,楊美菊,呂 智*
(1.山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院,山西太原 030001;2.晉城市人民醫(yī)院,山西晉城 048000;3.山西醫(yī)科大學,山西太原 030001)
骨肉瘤(osteosarcoma,OS)是最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤,好發(fā)于青少年,發(fā)病率為3~4例/100萬人,其惡性程度高、侵襲性強、復發(fā)和轉移率高[1~3],嚴重影響青少年的健康。近年,隨著新輔助化療及外科技術水平的提高,OS的治療效果已有明顯改善,但局部復發(fā)率仍可高達50%,且有15%~20%患者在初診時已發(fā)生影像學可見的肺轉移,50%患者在治療期間出現(xiàn)肺轉移,80%發(fā)生轉移的患者在5年內死亡[4]。腫瘤細胞在人體內的轉移大致經過以下幾個步驟:(1)腫瘤細胞穿過宿主的血管外基質進入血管內,而后進入血液循環(huán);(2)在血液循環(huán)中得以存活;(3)在血液循環(huán)中逃逸免疫系統(tǒng)的監(jiān)視;(4)到合適的靶器官后腫瘤細胞駐足并穿出血管壁;(5)腫瘤細胞粘附在靶器官并且在靶器官的微環(huán)境中得以存活;(6)隨著細胞的擴增和腫瘤組織的長大,新生的腫瘤位點形成新生血管系統(tǒng)[5]。
以往研究表明,Necdin(NDN)是一種多功能蛋白質,可以直接與DNA結合,發(fā)揮轉錄因子的作用[6],也可以通過與E2F1、p53等著名的轉錄因子相互作用調節(jié)其轉錄活性以間接調節(jié)轉錄[7,8]。Chapman和Knowles[9]研究表明,NDN在癌細胞系和原發(fā)性腫瘤中都存在下調,這表明NDN可能具有腫瘤抑制作用。本研究旨在探討骨肉瘤患者組織中NDN是否表達異常及其與臨床病理因素和預后之間的潛在相關性。
納入標準:(1)四肢骨肉瘤;(2)符合美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC)分期II期和Ⅲ期;(3)在本院行新輔助化療和根治性手術;(4)有活檢標本,用于免疫組織化學染色。
排除標準:(1)繼發(fā)性骨肉瘤;(2)骨外骨肉瘤;(3)骨膜或骨旁骨肉瘤;(4)患者術后未復查,無隨訪信息。
2009年10月—2019年7月,山西醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院骨病科收治51例患者,符合上述標準,納入本研究。其中,男28例,女23例;年齡10~67歲,平均(27.04±17.40)歲。病理診斷為普通型骨肉瘤44例,軟骨母細胞型骨肉瘤2例,毛細血管擴張型骨肉瘤2例,巨細胞型骨肉瘤2例,低級別中央型骨肉瘤1例。Ennecking分期,ⅡA期34例,ⅡB期13例,Ⅲ期4例。本研究經山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院倫理審查委員會的批準[山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院委員會(2021)YX第(098)號],均征得患者本人或法定監(jiān)護人的知情同意。
先采用切開取活檢術,取少量組織進行病檢,經病理科兩位專家確診為骨肉瘤。待傷口愈合后2周開始進行新輔助化療,鹽酸表柔比星:100 mg/m2,1次/d,連用3 d;順鉑:20 mg/m2,1次/d,連用5 d;術前化療2個療程。然后行瘤段切除假體重建術。瘤體送病檢,并檢測化療后腫瘤的壞死率。術后2周傷口愈合后拆線,并開始輔助化療。術后化療方案根據病檢中得出腫瘤壞死率來確定,如果壞死率>90%,維持原化療方案;如果壞死率<90%,改用異環(huán)磷酰胺1.5~2 g/m21次/d,連用5 d;順鉑30 mg/m2,1次/d,連用5 d。
制備5 μ的石蠟切片,常規(guī)先行HE染色,顯微鏡下觀察細胞形態(tài)。然后行免疫組織化學檢測,二甲苯脫蠟,乙醇溶液復水,EDTA抗原修復液高壓修復。然后,用山羊血清封閉切片,用抗NDN抗體(Santa Cruz)在4℃孵育過夜。次日,切片用PBS洗滌3次,再與生物素標記山羊抗小鼠/兔IgG(北京中杉金橋,37℃)孵育1 h,滴加SABC,37℃孵育30 min,然后用3,3′-二氨基聯(lián)苯胺(DAB)溶液(DAB顯色試劑盒,武漢博士德生物工程有限公司)顯影,蘇木素溶液短暫染色,鹽酸酒精返藍,中性樹膠封片。使用Pannorama MIDI數字載玻片掃描儀和掃描儀控制軟件(3DHISTECH,Ltd.,布達佩斯,匈牙利)分析抗NDN染色的強度。
從手術之日到死亡之日或直到2021年3月,對臨床結果進行跟蹤觀察。生存時間定義為從確診到死于原發(fā)腫瘤相關原因的時間跨度?;颊咝g后每3個月復查患肢X線片、胸部CT,每6個月復查全身骨掃描。記錄臨床病理變量,包括年齡、性別、初始磁共振圖像上腫瘤的最大直徑、Ennecking分期、局部復發(fā)、肺轉移。
免疫組化評定采用Image J圖像分析系統(tǒng)進行陽性結果判定。NDN分別以胞核中出現(xiàn)棕黃色顆粒為陽性細胞。將陽性細胞的積分光密度值(integrated optical density,IOD)分為:無色為0分,淺黃色為1分,黃色為2分,深棕色為3分。陽性面積百分比(染色面積),髙倍鏡(×400)下隨機選取5個視野,每個視野計數200個細胞,根據平均陽性細胞百分比分為:0%~25%為1分,26%-50%為2分,51%~75%為3分,>75%為4分。兩項評分相乘:9<強陽性≤12分,6<陽性≤9分,3<弱陽性≤6分,0≤陰性≤3分。
應用SAS 9.4軟件進行統(tǒng)計分析,使用Graphpad prism 7.0軟件統(tǒng)計圖繪制。計量資料以±s表示,資料呈正態(tài)分布時,采用獨立樣本t檢驗或單因素方差分析;資料呈非正態(tài)分布時,采用Mannwhitney U檢驗或Krushal-Wallis H檢驗。等級資料采用采用Krushal-Wallis H檢驗。計數資料采用Fisher確切概率法檢驗。采用Kaplan-Meier法估算生存率及平均生存期,Log-rank檢驗不同組別生存率的差異,Cox比例風險回歸模型進行多因素生存分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
本組51例患者均得到隨訪38以上,隨訪過程中,局部復發(fā)16例,轉移33例。末次隨訪時,無瘤生存10例,帶瘤生存5例,死亡36例。術后生存時間最長為78個月,最短者為16個月,絕大多數患者死亡原因為肺轉移以后導致的呼吸衰竭,以及出現(xiàn)轉移以后的全身惡病質。
按末次隨訪結局分組(無瘤生存組、帶瘤生存組、死亡組)進行比較,結果見表1,三組中年齡、性別、術前瘤體大小、NDN檢測差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。三組間骨肉瘤患者Ennecking分期比較,死亡組中IIB、III期所占比例明顯高于無瘤生存組和帶瘤生存組,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。死亡組中肺轉移率明顯高于帶瘤生存組和無瘤生存組(P<0.05)。
顯微鏡下所見見圖1,NDN表達主要位于細胞的胞核中。NDN在骨肉瘤組織中的表達率為29.41%(15/51),明顯低于瘤旁骨組織陽性表達率80.00%(8/10),兩者差異有統(tǒng)計學意義(P=0.002)。
圖1 NDN免疫組化染色所見 1a:瘤旁正常骨組織NDN表達呈陽性的細胞,被染成棕色(×40) 1b:高倍鏡下瘤旁正常骨組織NDN表達陽性的細胞,細胞核呈棕色,胞質、胞核均被染成深棕色(×400) 1c:骨肉瘤組織NDN表達多呈陰性的細胞,骨肉瘤細胞的細胞質、細胞核呈藍色(×40) 1d:高倍鏡下,可見部分蛋白表達陽性的細胞,胞質、胞核均被染成淺棕色(×400)
按NDN檢測陰性與陽性分兩組進行臨床比較,結果見表2。NDN蛋白表達陰性組的術前Ennecking分期為IIB、III期患者比例顯著高于陽性組(P<0.05)。兩組年齡、性別、是否肺轉移、腫瘤大小、是否復發(fā)、生存結局差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
表2 NDN檢測陰性與陽性兩組患者資料與比較
不同組別平均生存時間比較結果見表3,IIA期、非肺部轉移、腫瘤大小<5 cm、NDN檢測陽性骨肉瘤患者平均生存時間顯著高于IIB/III期、肺部轉移、腫瘤大小≥5cm、NDN檢測陰性患者(P<0.05)。
表3 Kaplan-Meier生存期及對數等級分析結果
不同骨肉瘤組織NDN表達陰性與陽性患者的Kaplan-Meier生存曲線見圖2,可見NDN陽性表達患者生存時間顯著長于NDN陰性表達患者。
圖2 NDN檢測陰性與陽性的Kaplan-Meier生存曲線
骨肉瘤患者Cox比例風險回歸分析結果見表4,引入水準為0.05,剔除水準為0.1。結果表明,Ennecking分期 (HR=1.530)、肺轉移 (HR=4.662)、腫瘤大?。℉R=3.398)是生存的危險因素,而NDN陽性(HR=0.207)是生存的保護性因素。
表4 骨肉瘤生存風險的Cox多因素分析結果
目前,骨肉瘤的治療手段主要是術前化療,手術治療,術后化療,但由于骨肉瘤的組織異質性、遺傳不穩(wěn)定性、局部強侵襲性,大多數患者早期即出現(xiàn)肺轉移,預后并不滿意。目前關于細胞起源的研究、OS干細胞特征的研究、各種信號傳導通路、腫瘤微環(huán)境、免疫治療等領域的深入研究,以及建立更好的疾病模型將會開辟治療此腫瘤的新思路,最終將會提高 OS 患者的療效[10]。
NDN是一種生長抑制蛋白,首次在有絲分裂后神經元中被發(fā)現(xiàn)[11]。NDN最初被認為是有絲分裂后神經元細胞增殖的抑制因子,由于NDN的構成性和終身表達,導致分化的神經元永久退出細胞周期[12]。編碼人類NDN的基因位于染色體15q11上,這是普拉德-威利綜合征(Prader-Willi syndrome)的母系印記區(qū)域,是以發(fā)育遲緩和行為異常為特征的神經遺傳學疾?。?1]。NDN基因是母系印記的,僅從父親的等位基因轉錄,在PWS患者中不表達。NDN是黑色素瘤抗原(MAGE)家族的成員,該家族由60多個共享高度保守的MAGE同源結構域(MHD)的基因組成[13,14]。
Yang等[15]研究發(fā)現(xiàn),NDN在正常卵巢上皮中持續(xù)表達,在大多數卵巢癌中表達下調。NDN的重新表達抑制了細胞的生長,降低了細胞的運動性和遷移性。Chapman等[16]的研究發(fā)現(xiàn),在28個膀胱癌細胞系中有26個(92.9%)和58個膀胱癌腫瘤中有35個(60%)NDN轉錄本下調,并觀察到端粒酶催化亞單位hTERT可誘導正常人尿路上皮細胞NDN表達下調。膀胱癌細胞系和腫瘤提示NDN可能是腫瘤抑制基因。Hoek等[17]研究發(fā)現(xiàn),與正常黑色素細胞相比,NDN在被測試的8個黑色素瘤細胞株中有6個下調,而在黑色素瘤細胞系中的異位重新表達導致了體外生長抑制,NDN的低表達仍然有利于腫瘤的生長,就像其他腫瘤抑制因子所顯示的那樣。Virani等[18]研究發(fā)現(xiàn),NDN在一些腫瘤中高表達,并且有致癌的作用。NDN在不同的腫瘤中表現(xiàn)出不同的作用,可能與其所在的微環(huán)境和細胞環(huán)境有關[19],了解其不同機制,對于NDN在腫瘤方面的研究非常重要。本研究發(fā)現(xiàn),NDN在骨肉瘤組織中表達下調,在正常骨組織中高表達,NDN高表達的骨肉瘤患者,其生存率明顯高于NDN低表達的骨肉瘤患者。由此證明NDN在骨肉瘤中扮演著抑癌基因的角色。
骨肉瘤的轉移與Notch通路、Wnt/β-catenin信號通路、Src激酶、免疫逃逸、Fas信號通路等有關系[20]。Lee 等[21]研究發(fā)現(xiàn),與正常組織相比,乳腺癌中NDN的表達有所下降,這表明NDN可能發(fā)揮著腫瘤抑制因子的作用,NDN表達水平的提高抑制了高度侵襲性小鼠乳腺腫瘤細胞株的轉移能力,NDN很可能是作為轉錄調節(jié)因子和轉移抑制因子,在種系水平上發(fā)揮其影響。本研究應用單因素和多因素生存分析發(fā)現(xiàn),NDN表達、Ennecking分期、肺轉移是影響骨肉瘤患者預后的獨立因素,這表明NDN也可能通過抑制骨肉瘤的肺轉移來提高骨肉瘤患者的生存率。未來的研究方向應該結合臨床,將靶點的發(fā)現(xiàn)盡早轉化為臨床可用的新型靶向治療藥物以及加強對聯(lián)合用藥的探索以提高骨肉瘤化療療效。此外,提高腫瘤局部化療藥物濃度也可能是一種可行的策略[22]。本研究結果提示,NDN可能作為治療骨肉瘤肺轉移的一個靶點,其低表達是骨肉瘤患者預后不良的潛在指標。