環(huán)氧化酶-2/前列腺素E2在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及臨床意義

郝秀輕，白美玲，郭博偉，張 凡

1.河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院病理科，河北 張家口 075000； 2.河北北方學(xué)院病理教研室

環(huán)氧化酶-2/前列腺素E2在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及臨床意義

郝秀輕1，白美玲2，郭博偉1，張 凡1

1.河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院病理科，河北 張家口 075000； 2.河北北方學(xué)院病理教研室

目的探討環(huán)氧化酶-2(COX-2)、前列腺素E2(PGE2)在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及其與結(jié)直腸癌臨床特征的關(guān)系。方法選取2009年8月1日-2012年8月1日于河北北方學(xué)院附屬醫(yī)院經(jīng)病理檢查確診為結(jié)直腸癌78例患者的組織標(biāo)本。免疫組化染色檢測COX-2和PGE2的表達(dá)，并分析其與患者臨床病理學(xué)特征的關(guān)系。結(jié)果結(jié)直腸癌組織中COX-2陽性表達(dá)率顯著增加，與腫瘤大小、分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和Dukes分期相關(guān)；結(jié)直腸癌組織中PGE2陽性表達(dá)率顯著增加，與腫瘤的分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和Dukes分期相關(guān)。Pearson相關(guān)分析表明，COX-2與PGE2在結(jié)直腸癌組織中的陽性表達(dá)顯著正相關(guān)。結(jié)論COX-2、PGE2與結(jié)直腸癌的浸潤、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

環(huán)氧化酶-2；前列腺素E2；結(jié)直腸癌；臨床意義

結(jié)直腸癌是世界上最常見消化道惡性腫瘤，其發(fā)病率在所有惡性腫瘤中居第三位，在美國和歐洲腫瘤死亡原因中居中第二位[1]；在我國其發(fā)病率和病死率分別居腫瘤的第三位和第四位[2]。近年來，隨著人民生活條件的改善，高脂肪、高熱飲食增加，體力鍛煉缺乏，加之煙酒不良嗜好、環(huán)境污染和社會壓力等，導(dǎo)致我國結(jié)直腸癌發(fā)病率和病死率明顯上升，尤其青年人的比例逐漸增加[3]。結(jié)直腸癌的發(fā)病隱匿、表現(xiàn)不典型，確診時約25%已發(fā)生轉(zhuǎn)移，且5年存活率低于65%。臨床上結(jié)直腸癌的治療仍以手術(shù)為主，輔以放療和化療。但患者術(shù)后局部復(fù)發(fā)和全身轉(zhuǎn)移等傳統(tǒng)的結(jié)直腸癌臨床分期或分型相同的患者，其結(jié)局可能差別很大。因此，臨床和基礎(chǔ)研究一直在尋找結(jié)直腸癌預(yù)后的標(biāo)志物。

環(huán)氧化酶-2(Cyclooxygenase-2，COX-2)是環(huán)氧化酶的一種誘導(dǎo)性亞型，在腫瘤、炎癥等狀態(tài)下表達(dá)顯著增加，通過產(chǎn)生各種前列腺素類物質(zhì)發(fā)揮多樣性生物學(xué)效應(yīng)。目前認(rèn)為，COX-2的表達(dá)與腫瘤的發(fā)生、增殖、分化和血管新生密切相關(guān)。多項基礎(chǔ)研究[4-6]表明，結(jié)直腸癌中COX-2、前列腺素E2(Prostaglandin E2，PGE2)的表達(dá)顯著增加。但COX-2/PGE2表達(dá)增加的生物學(xué)意義及與腫瘤病理學(xué)特征的關(guān)系值得探討。本研究采用免疫組化鏈酶親和素-生物素技術(shù)檢測78例結(jié)直腸癌患者COX-2/PGE2表達(dá)，探討COX-2、PGE2表達(dá)在結(jié)直腸癌發(fā)病中的意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院2009年8月1日-2012年8月1日經(jīng)病理檢查確診為結(jié)直腸癌的組織標(biāo)本78例，男40例，女38例，年齡(59.7±11.5)歲；結(jié)腸癌42例，直腸癌36例；高分化腺癌20例，中分化腺癌41例，低分化腺癌17例；所有患者術(shù)前均未接受放療或化療。Dukes分期：A期9例，B期33例，C期25例，D期11例。

1.2 免疫組化檢測全部標(biāo)本經(jīng)4%多聚甲醛緩沖液固定，石蠟包埋，4 μm連續(xù)切片，HE染色確定標(biāo)記部位。應(yīng)用COX-2多克隆兔抗人抗體(福州邁新生物有限公司)，PGE2單克隆兔抗人抗體(福州邁新生物有限公司)，嚴(yán)格按照試劑盒操作步驟，全自動免疫組化機(jī)進(jìn)行操作。

1.3 判定標(biāo)準(zhǔn)COX-2、PGE2陽性表達(dá)判定：細(xì)胞膜和(或)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有棕黃色顆粒沉著為陽性細(xì)胞。根據(jù)陽性細(xì)胞數(shù)和陽性細(xì)胞著色深度進(jìn)行綜合評分：陽性細(xì)胞數(shù)<5%計0分，5%～24%計1分，25%～49%計2分，50%～74%計3分，≥75%計4分；基本不著色計0分，淡黃色計1分，黃色計2分，棕黃色計3分。COX-2/PGE2陽性評分值=陽性細(xì)胞數(shù)×染色強(qiáng)度，每例標(biāo)本至少計數(shù)3個視野，求均數(shù)，<3為陰性，≥3為陽性。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行處理。計數(shù)資料采用χ2檢驗；COX-2與PGE2陽性表達(dá)評分的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 COX-2和PGE2表達(dá)結(jié)直腸癌周正常組織中COX-2部分切片可見細(xì)胞的胞膜和(或)胞質(zhì)內(nèi)有棕黃色顆粒，大部分呈陽性表達(dá)，COX-2的陽性表達(dá)率為14.8%(8/54),癌組織大部分切片可見細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有深棕黃色顆粒沉著，癌組織中COX-2陽性表達(dá)率為80.8%(63/78)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=55.842，P=0.000)；與腫瘤的大小、分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和Dukes分期相關(guān)(P<0.05)；但與患者性別、年齡及腫瘤的發(fā)生部位無關(guān)。結(jié)直腸癌周正常組織中PGE2的陽性表達(dá)率為11.1%(6/54)，癌組織中PGE2陽性表達(dá)率為76.9%(60/78)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=55.282，P=0.000)；與腫瘤的分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和Dukes分期有關(guān)(P<0.05)；但與患者性別、年齡、腫瘤的發(fā)生部位和腫瘤大小無關(guān)(P>0.05，見圖1、表1)。

圖1 結(jié)直腸癌中COX-2和PGE2的表達(dá)(400×)

A：癌周正常組織中COX-2陰性表達(dá)；B：癌周正常組織中PGE2陰性表達(dá)；C：癌組織中COX-2陽性表達(dá)；D： 癌組織中PGE2陽性表達(dá)

Fig 1 Expressions of COX-2 and PGE2in colorectal carcinoma (400×)

A: the negative expression of COX-2 in peritumoral normal tissue of colorectal carcinoma; B: the negative expression of PGE2in peritumoral normal tissue of colorectal carcinoma; C: the positive expression of COX-2 in colorectal carcinoma; D: the positive expression of PGE2in colorectal carcinoma

表1 在結(jié)直腸癌中COX-2、PGE2的表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系 [例數(shù)(%)]

Tab 1 The relationship between COX-2 and PGE2expressions and clinical pathological features of colorectal carcinoma [n(%)]

臨床特征例數(shù)COX-2χ2值P值PGE2χ2值P值性別 男4031(77.5)0.5650.45232(80.0)0.4380.508 女3832(84.2)28(73.7)年齡(歲) <603429(85.3)0.7940.37326(76.5)0.0040.937 ≥604434(77.3)34(77.3)腫瘤位置 結(jié)腸4236(85.7)1.4330.23131(73.8)0.4970.481 直腸3627(75.0)29(80.6)

續(xù)表1

臨床特征例數(shù)COX-2χ2值P值PGE2χ2值P值腫瘤大小(cm) <53624(66.7)5.2220.02227(75.0)0.1390.709 ≥54237(88.1)33(78.6)分化程度 高分化2011(55.0)11.5300.0039(45.0)17.2200.000 中分化4137(90.2)38(92.7) 低分化1715(88.2)13(76.5)浸潤深度 黏膜肌層2718(66.7)5.2870.02116(59.3)7.2580.007 漿膜層5145(88.2)44(86.3)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 是3624(66.7)8.5610.00322(61.1)9.4160.002 否4239(92.9)38(90.5)Dukes分級 A+B4230(71.4)5.1120.02427(64.3)8.1870.004 C+D3633(91.7)33(91.7)

2.2 COX-2與PGE2陽性表達(dá)的相關(guān)性分析結(jié)直腸癌組織中COX-2表達(dá)積分值與PGE2表達(dá)積分值的Pearson相關(guān)分析表明，COX-2與PGE2在結(jié)直腸癌組織中陽性表達(dá)呈顯著正相關(guān)(R2=0.297，P=0.000，見圖2)。

Fig 2 結(jié)直腸癌中COX-2和PGE2的相關(guān)性分析

Fig 2 The analysis of pearson correlation between COX-2 and PGE2expression in colorectal carcinoma

3 討論

COX-2催化花生四烯酸產(chǎn)生前列腺素H2(PGH2)，PGH2非常不穩(wěn)定，又迅速在各自催化酶的作用下形成PGD2、PGE2、PGF2a、PGI2和血栓素A2(TXA2)[4]。COX-2是各種前列腺素類物質(zhì)生成的限速酶，通過各種前列腺類物質(zhì)及其特異性受體發(fā)揮多樣性的生理與病理生理學(xué)效應(yīng)。大量基礎(chǔ)研究表明，胃癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等細(xì)胞系中COX-2表達(dá)顯著增加，抑制COX-2的表達(dá)具有顯著的抗腫瘤效應(yīng)[5-7]。Abrahao等[8]報道，體外培養(yǎng)的頭頸部鱗癌細(xì)胞系COX-2表達(dá)增加、PGE2分泌增多，COX-2抑制劑處理后，PGE2分泌下降、細(xì)胞增殖活性降低；給予外源性PGE2或特異性EP3受體激動劑，可顯著增加細(xì)胞內(nèi)DNA的合成。Ruan等[9]、Yoshida等[10]也證實了COX-2/PGE2在腫瘤發(fā)生中的作用。因此，以COX-2、PGE2為靶點(diǎn)尋找腫瘤診斷和治療的新策略受到人們的重視。但來自臨床調(diào)查的數(shù)據(jù)對COX-2在不同腫瘤中的具體作用并不太明確。

我們以結(jié)直腸癌患者為對象的臨床研究表明，相比癌周正常組織，癌組織中COX-2和PGE2的表達(dá)顯著增加，而且COX-2與PGE2的表達(dá)呈顯著正相關(guān)。COX-2的表達(dá)顯著影響腫瘤的大小、分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和Dukes分期，這與王慶娜等[11]研究結(jié)果一致；PGE2的表達(dá)與腫瘤的分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和Dukes分期有關(guān)。提示，COX-2/PGE2信號通路在結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展和侵襲過程中扮演重要角色。但其具體機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。COX-2在腫瘤組織中的表達(dá)除了抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)脈管新生外，Cao等[12]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞中COX-2還可以通過下游的信號分子PGE2導(dǎo)致Akt2、ZEB2和Snail信號的活化，進(jìn)而引起腫瘤細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition， EMT)，降低細(xì)胞間的黏附，增加其浸潤、侵襲和轉(zhuǎn)移能力。Fujii等[13]實驗顯示，COX-2抑制劑可顯著恢復(fù)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌內(nèi)E-鈣黏蛋白(E-cadherin)的表達(dá)，抑制EMT，改善愈后。Shan等[14]結(jié)果表明，膀胱癌的發(fā)病過程中也存在顯著的EMT，給予患者蘿卜硫素通過COX-2/MMP2或9/Snail、ZEB1和miR-200c/ZEB1可顯著抑制EMT的產(chǎn)生。我們的實驗結(jié)果也表明，COX-2/PGE2在結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展過程中也可能有類似的事件發(fā)生，但是相關(guān)數(shù)據(jù)較少，需要進(jìn)一步的直接證據(jù)支持。腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的異質(zhì)性決定了COX-2/PGE2在不同個體中的表達(dá)水平差異很大，甚至COX-2表達(dá)水平相同的患者，由于腫瘤微環(huán)境的不同，其產(chǎn)生的前列腺素類物質(zhì)的種類和產(chǎn)量也有差異。因此，闡明COX-2/PGE2在腫瘤微環(huán)境中的表達(dá)和調(diào)節(jié)機(jī)制將為腫瘤的研究提供新思路。

總之，我們的研究表明COX-2/PGE2與結(jié)直腸癌的浸潤、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，以COX-2/PGE2為靶點(diǎn)的防治策略的選擇將為結(jié)直腸癌的診治打開新視野。

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(責(zé)任編輯：馬 軍)

Expressions of Cyclooxygenase-2 and Prostaglandin E2in colorectal carcinoma and the clinical significance

HAO Xiuqing1, BAI Meiling2, GUO Bowei1, ZHANG Fan1

1.Department of Pathology, the First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000; 2.The Pathology Teaching and Research Section, Hebei North University, China

Objective To investigate the expressions of Cyclooxygenase-2 (COX-2) and Prostaglandin E2(PGE2) in colorectal carcinoma and the clinical significance.Methods Tissue specimens of 78 patients with colorectal carcinoma admitted from Aug. 1, 2009 to Aug. 1, 2012 in the First Affiliated Hospital of Hebei North University were enrolled in the study. The expressions of COX-2 and PGE2were measured by immunohistochemical staining and the clinical relevance of expressions of COX-2 and PGE2with clinical pathological features of colorectal carcinoma were analyzed according to patients’ medical records.Results The expression of COX-2 in colorectal carcinoma was significantly increased and related with tumor size, differentiation, depth of invasion, lymph node metastasis and Dukes classification. The expression of PGE2in colorectal carcinoma was significantly increased and related with tumor differentiation, depth of invasion, lymph node metastasis and Dukes classification. Pearson correlation analysis indicated that the expression of COX-2 in colorectal carcinoma had a positive correlation with PGE2.Conclusion The expressions of COX-2 and PGE2may accelerate infiltration, invasion and metastasis of colorectal carcinoma.

Cyclooxygenase-2; Prostaglandin E2; Colorectal carcinoma; Clinical significance

郝秀輕，主治醫(yī)師，醫(yī)學(xué)碩士，研究方向：消化道腫瘤的基礎(chǔ)與臨床。E-mail：haoxiuqing07@sohu.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.02.006

R735.3+4

A 文章編號：1006-5709(2017)02-0142-04

2016-07-05