PKM2在不同病理級別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義

張金燦　胡丹　賀禮進(jìn)

摘要：目的 探討不同病理級別膠質(zhì)瘤組織中PKM2的表達(dá)及其臨床意義。方法 采用二步法免疫組化檢測9例正常腦組織和36例膠質(zhì)瘤組織中PKM2的表達(dá)，并與膠質(zhì)瘤的惡性程度進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果 PKM2在正常腦組織中表達(dá)為陰性，在不同病理級別膠質(zhì)瘤中均有表達(dá)，并隨腫瘤病理級別的增高而增高，分別與正常腦組織相比，差異均有顯著性（P<0.01）。結(jié)論 PKM2與膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲相關(guān)，可反映膠質(zhì)瘤的惡性程度、病理分級和預(yù)后。

關(guān)鍵詞：膠質(zhì)瘤；PKM2

膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的原發(fā)性惡性腫瘤，約占全部顱內(nèi)腫瘤的40%～50%[1]，包括各種神經(jīng)上皮來源的腫瘤，具有無限增殖、侵襲性生長、易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)[2]。目前傳統(tǒng)治療方法包括放療、化療及手術(shù)治療，但目前的治療方法不能完全解決膠質(zhì)瘤因侵襲性生長導(dǎo)致的高復(fù)發(fā)率及低治愈率難題[1]。因膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)率高，高度惡性多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，1年生存率僅為58%[3]。目前膠質(zhì)瘤早期診斷率低，多數(shù)患者診斷時均為晚期，因此，尋找一種無創(chuàng)性、靈敏性高、特異性強(qiáng)的膠質(zhì)瘤早期診斷標(biāo)準(zhǔn)物尤為重要。丙酮酸激酶（Pyruvate Kinase，PK）是細(xì)胞葡萄糖酵解途徑的關(guān)鍵酶，也是腫瘤細(xì)胞糖代謝異常的關(guān)鍵酶[4]。PKM2主要在胚胎細(xì)胞、成體干細(xì)胞中表達(dá)，隨著胚胎發(fā)育逐漸被其他同工酶所代替，但在腫瘤細(xì)胞中PKM2的表達(dá)上調(diào)[4]。研究表明，PKM2在肝癌中表達(dá)上調(diào)，PKM2表達(dá)上調(diào)為腫瘤的快速增殖提高能量保證，本研究使用免疫組化法檢測膠質(zhì)瘤中PKM2的表達(dá)，探討PKM2與膠質(zhì)瘤惡性程度之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1一般資料 選用2007年1月～2009年8月在永州市人民醫(yī)院神經(jīng)外科行手術(shù)切除并經(jīng)病理學(xué)證實(shí)的膠質(zhì)瘤石蠟組織標(biāo)本87例，其中男44例，女43例，年齡17～22歲，平均49.2歲，所有病例術(shù)前均未做放化療及免疫治療。膠質(zhì)瘤的分級：膠質(zhì)瘤Ⅰ級17例，膠質(zhì)瘤Ⅱ級27例，膠質(zhì)瘤Ⅲ級18例，多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（Ⅳ級）16例，對照組10例取自尸體解剖檢驗(yàn)的非腫瘤患者。

1.2試劑 PKM2抗體，ElivisionTM plus二步法免疫組化試劑盒，DAB顯色劑購自福州邁新生物技術(shù)開發(fā)有限公司。

1.3免疫組化檢測正常腦和膠質(zhì)瘤組織PKM2的表達(dá)。采用ElivisionTM plus二步法免疫組化檢測PKM2抗體在各組中的表達(dá)，免疫組化結(jié)果判斷：PKM2抗體陽性染色為棕黃色顆粒，位于細(xì)胞漿內(nèi)，綜合染色強(qiáng)度和分布范圍進(jìn)行半定量處理，染色強(qiáng)度按下列標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)光鏡下觀察陽性染色的細(xì)胞比例（5個高倍視野下的均數(shù)） 分為：①陰性（-），染色細(xì)胞數(shù)少于10%；②陽性（+），染色細(xì)胞數(shù)在10%～50%之間；③強(qiáng)陽性（++），染色細(xì)胞數(shù)多于50%。顯微攝像并圖像分析儀檢測光密度值。

1.4統(tǒng)計方法 應(yīng)用SPSS16.0統(tǒng)計軟件行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，計量資料采用mean±SD表示，均數(shù)兩兩比較應(yīng)用雙樣本t檢驗(yàn)，以及spearman等級相關(guān)分析，當(dāng)P<0.05時，為差異有顯著性。

2 結(jié)果

免疫組化檢測PKM2蛋白在正常腦和各級膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)，免疫組化結(jié)果顯示，PKM2蛋白表達(dá)陽性物質(zhì)呈棕黃色顆粒狀，位于胞漿。10例正常腦組織均為陰性，各級膠質(zhì)瘤組織中表達(dá)均為陽性，且隨著病理級別增高陽性表達(dá)增強(qiáng)，膠質(zhì)瘤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級平均光密度值分別為（0.22±0.07）、（0.36±0.09）、（0.55±0.11），（0.71±0.12），與正常腦組織（0.07±0.00）比，差異有顯著性（P<0.01）。

3 討論

膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中常見原發(fā)性惡性腫瘤之一，約占全部顱內(nèi)腫瘤的40%～50%[1]，呈快速增殖、侵襲性生長，具有早期診斷率低，術(shù)后易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)。高度惡化多形膠質(zhì)瘤的1年生存期僅為58%，因此，迫切的需要尋找一種靈敏度高、特異性強(qiáng)早期腫瘤標(biāo)志物。PKM2是葡萄糖代謝中的關(guān)鍵酶，也是腫瘤細(xì)胞能量代謝的關(guān)鍵酶。PKM2有四聚體和二聚體兩種不同活性構(gòu)象并能互相轉(zhuǎn)化，PKM2四聚體與其底物PEP有很高的親和力，而PKM2二聚體與PEP親和力很低，在生理條件PEP濃度下PKM2四聚體有很高的活性而PKM2二聚體幾乎沒有活性[4]。在細(xì)胞質(zhì)中，PKM2為腫瘤細(xì)胞的快速增殖提供能量。由于腫瘤細(xì)胞的壞死和轉(zhuǎn)移，其中所富含的腫瘤PKM2被釋放進(jìn)入血液，這一過程與腫瘤的進(jìn)展?fàn)顩r及轉(zhuǎn)移能力相關(guān)，因此檢測血液中的腫瘤PKM2含量具有重大意義。部分研究表明，腫瘤PKM2升高的程度與腫瘤分化、轉(zhuǎn)移與分期密切相關(guān)[5]。研究還表明，可以通過長期跟蹤測定血液中腫瘤PKM2含量變化，來評價腫瘤治療效果以及檢測腫瘤的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移[5]。本實(shí)驗(yàn)表明，各級膠質(zhì)瘤PKM2表達(dá)均高于正常腦組織，具有顯著性差異（P<0.05），PKM2表達(dá)水平與腦膠質(zhì)瘤的惡性程度明顯相關(guān)，并且隨膠質(zhì)瘤病理分級的增高而表達(dá)增強(qiáng)，說明PKM2的表達(dá)與膠質(zhì)瘤的惡性進(jìn)展密切相關(guān)，可以作為反映腦膠質(zhì)瘤惡性程度的指標(biāo)。

能量代謝是指物質(zhì)代謝過程中伴隨著能量的釋放、轉(zhuǎn)換和利用。德國生化和生理學(xué)家Otto Warburg關(guān)于腫瘤細(xì)胞能量代謝特性進(jìn)行了開拓性研究，他在20世紀(jì)20年代提出了著名的"瓦伯格效應(yīng)"，即使在氧充足的條件下，腫瘤細(xì)胞仍偏好于采用糖酵解方式進(jìn)行葡萄糖代謝，而不是產(chǎn)生ATP效率更高的線粒體氧化磷酸化方式。腫瘤的糖酵解過程中需要多種關(guān)鍵酶，PKM2為糖酵解的關(guān)鍵酶之一，腫瘤中PKM2的表達(dá)上調(diào)[6]。本研究表明，膠質(zhì)瘤中PKM2與正常組織相比表達(dá)上調(diào)，膠質(zhì)瘤惡性程度越高，PKM2的表達(dá)越強(qiáng)，能量代謝貫穿膠質(zhì)瘤分化、增殖和轉(zhuǎn)移過程中，PKM2可反應(yīng)腫瘤的惡性程度、轉(zhuǎn)移及預(yù)后。

綜上所述，PKM2在膠質(zhì)瘤中表達(dá)，與膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)，極可能成為膠質(zhì)瘤惡性程度、病理分期及預(yù)后的有效指標(biāo)。PKM2存在兩種不同的活性構(gòu)像，以PKM2為作用靶點(diǎn)進(jìn)行干預(yù)，有可能阻斷腫瘤的能量代謝，抑制腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移，為腫瘤的治療提供了新的方向。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張金燦，賀建平，賀禮進(jìn)，等.VEGF和MMP-7在不同病理級別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生，2010，28：30-31+33.

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編輯/金昊天