直腸癌患者手術前后血清基質(zhì)金屬蛋白酶9、瘦素及基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑1的變化

張麗麗，馬 歡，楊建波，羅玉君

直腸癌為消化系統(tǒng)常見惡性腫瘤,近年來發(fā)病率呈逐年上升趨勢[1]。而其發(fā)病及進展為多階段、多基因參與的漸進性累積發(fā)病的復雜過程,多種腫瘤生物標志物均參與直腸癌病變過程[2]?；|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase9,MMP)9為具降解細胞外基質(zhì)能力的重要因子,早期被證實參與胃癌侵襲轉(zhuǎn)移過程,同時對腫瘤微環(huán)境的維持及腫瘤生長、增殖有促進作用[3]?；|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP)1則為拮抗MMP活性的主要因子,對細胞增殖、分化、凋亡及血管分化均有一定的調(diào)節(jié)作用[4]。瘦素(leptin)則為肥胖基因表達產(chǎn)物,主要通過與靶器官leptin受體結(jié)合發(fā)揮作用,可調(diào)節(jié)代謝、激素分泌,抑制攝食,強化能量支出等功能。近年來直腸癌發(fā)病與能量消耗及飲食的關系日益引起研究者的重視[5]。但目前對leptin與直腸癌手術病理參數(shù)的關系尚少見報道?；诖?為探討直腸癌手術治療前后血清MMP9、leptin、TIMP1的變化及其與腫瘤局部復發(fā)、預后的關系,對直腸癌患者的臨床資料進行回顧性分析,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2012年1月—2014年12月于綿陽市中心醫(yī)院接受手術治療的150例直腸癌患者的臨床資料。納入標準：經(jīng)病理證實為直腸癌；術前均未接受放化療；行根治性手術治療；術后完成3年隨訪調(diào)查；臨床及隨訪資料完整。排除標準：心肝腎肺器質(zhì)性功能障礙者；腦血管疾病者；腸外腫瘤者；自身免疫功能缺陷者；血液系統(tǒng)疾病者；精神障礙者；妊娠或哺乳期女性；預計生存期＜3個月者；臨床及隨訪資料不完整者。其中,男86例,女64例；年齡36～78(58.9±10.2)歲。 Dukes分期：A期36例,B期42例,C期60例,D期12例。分化程度：低分化73例,高中分化77例。

1.2 試劑與儀器 人TIMP1酶聯(lián)免疫試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司)；人MMP9酶聯(lián)免疫試劑盒(北京中杉金橋生物工程公司)；人leptin定量酶聯(lián)免疫試劑盒(上海森雄科技實業(yè)有限公司)；Bio-Rad680型全自動酶標儀(美國Bio-Rad公司)。

1.3 方法 所有患者均接受根治性手術治療,術前、術后10 d均采集外周靜脈血4 mL,3 000 rpm,-20℃離心后分離血清,采用酶聯(lián)免疫雙抗體夾心法測定MMP9、leptin、TIMP1水平,均嚴格參照試劑使用說明進行操作。收集所有患者臨床資料及隨訪資料,包括性別、年齡、腫瘤直徑、臨床分期、病理類型、腫瘤分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及隨訪局部復發(fā)、轉(zhuǎn)移及預后情況等,分析MMP9、leptin、TIMP1與患者臨床病理參數(shù)及局部復發(fā)、預后的關系。

1.4 統(tǒng)計學處理 應用SPSS 19.0軟件,計數(shù)資料采用率表示,組間比較采用χ2檢驗；計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,均行正態(tài)性和方差齊性檢驗,不符合正態(tài)分布變量進行自然對數(shù)轉(zhuǎn)化呈正態(tài)或近似正態(tài)分布,組間比較采用t檢驗；各因素相關性分析采用Spearman相關分析；以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 手術治療前后血清MMP9、leptin、TIMP1水平術后10 d,所有直腸癌患者MMP9、leptin、TIMP1水平均降低,與術前比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05),見表 1。

表1 直腸癌患者手術前后血清MMP9、leptin、TIMP1水平(±s)

表1 直腸癌患者手術前后血清MMP9、leptin、TIMP1水平(±s)

注：與術前比較,?P＜0.05

組別 n MMP9(ng/mL) leptin(μg/L) TIMP1(ng/mL)術前 150 131.45±42.26 27.65±5.27 90.96±44.12術后10 d 150 68.52±27.83? 17.32±3.41? 76.52±30.61?

2.2 血清MMP9、leptin、TIMP1水平與臨床病理及隨訪預后的關系 Dukes分期為C期+D期、腫瘤侵犯漿膜層、合并淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術后未接受輔助治療、術后復發(fā)/轉(zhuǎn)移及術后3年死亡患者MMP9、leptin、TIMP1水平高于Dukes分期為A期+B期、腫瘤未侵犯漿膜層、無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術后接受輔助治療、術后未復發(fā)/轉(zhuǎn)移及術后3年生存患者(P＜0.05),見表2。

2.3 MMP9、leptin、TIMP1表達相互關系及與病理、預后參數(shù)的關系 相關性分析結(jié)果分析：MMP9、leptin、TIMP1 3者表達均互呈正相關,且3者與直腸癌Dukes分期、腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術后復發(fā)/轉(zhuǎn)移呈正相關(P＜0.05),與術后輔助治療及患者術后3年生存率呈負相關(P＜0.05),見表3。

表2 直腸癌患者血清MMP9、leptin、TIMP1水平與臨床病理及隨訪預后的關系(±s)

表2 直腸癌患者血清MMP9、leptin、TIMP1水平與臨床病理及隨訪預后的關系(±s)

注：組間比較,?P＜0.05

n MMP9(ng/mL) leptin(μg/L)TIMP1(ng/mL)性別86 120.56±20.78 25.68±6.37 96.52±36.78女64 119.68±21.66 24.76±7.02 98.42±40.25年齡(歲)＞60 69 118.52±22.52 24.78±5.98 95.78±35.47≤60 81 121.56±19.87 26.41±6.57 94.83±39.54腫瘤直徑(cm)≤4 69 118.95±20.06 25.71±5.97 96.27±35.48＞4 81 120.79±18.46 26.01±6.32 95.06±37.05 Dukes分期A期+B期 78 102.26±10.55 23.25±5.47 79.32±26.54 C期+D期 72 129.74±9.87? 28.69±6.02? 99.54±30.05?分化程度高中分化 77 115.25±10.26 26.05±5.78 94.26±35.25低分化 73 121.33±13.65 28.04±6.46 96.78±38.24浸潤深度侵犯漿膜層 48 132.51±10.58 29.35±5.41 99.98±35.14未侵犯漿膜層 102 106.32±9.77? 22.16±4.37? 80.23±30.74?淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是91 130.49±9.75 28.79±6.02 98.45±38.47否59 105.24±10.06? 21.69±5.17? 78.12±31.45?術后輔助治療有110 101.25±9.78 20.58±6.05 76.55±26.78無40 126.89±10.05? 27.65±5.77? 96.78±35.25?術后復發(fā)/轉(zhuǎn)移有34 132.52±10.25 28.68±5.71 98.74±30.58無116 110.37±9.76? 20.58±6.11? 76.25±26.79?術后3年生存是120 129.78±9.66 29.01±6.07 99.54±26.87否30 106.87±10.78? 21.65±5.87? 75.06±27.69?男

表3 直腸癌 MMP9、leptin、TIMP1表達相互關系及與病理、預后參數(shù)的關系

3 討論

早期對直腸癌的診斷及病情評估多依賴于腫瘤相關標志物,癌胚抗原(carcinoembryonic antigens,CEA)是目前公認與直腸癌相關較高的腫瘤標志物,但血清CEA對早期直腸癌診斷敏感度較低[6]。近年來細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)在腫瘤局部侵襲及遠處轉(zhuǎn)移中的作用日益引起研究者的重視[7-8]。ECM為動態(tài)纖維蛋白網(wǎng),對組織有重要的支撐及屏障作用,其各類受體均可與細胞進行密切接觸,以細胞內(nèi)傳導途徑促進細胞分化及增殖,促進腫瘤侵襲及轉(zhuǎn)移。MMPs則為鋅原子依賴性內(nèi)肽酶,可降解ECM；MMPs組織抑制劑TIMPs為內(nèi)源性MMPs抑制劑,研究發(fā)現(xiàn),在胃癌、食管癌等惡性腫瘤中均可見 TIMPs及 MMPs高表達[9-10]。TIMP1為TIMPs家族成員,屬可溶性糖蛋白,廣泛存在于組織細胞及體液,可與螯合鋅原子作用抑制MMPs水解,可與MMP非共價鍵結(jié)合形成復合物,抑制MMP活性。吳肖等[11]發(fā)現(xiàn),TIMP1不僅可抑制MMP活性,同時具備腫瘤刺激作用,在癌細胞增殖、腫瘤血管生成中有重要作用。Spindler等[12]指出,TIMP1與結(jié)直腸惡性腫瘤發(fā)病存在密切關聯(lián),惡變結(jié)直腸組織間質(zhì)可見TIMP1表達明顯上升。本研究發(fā)現(xiàn),直腸癌患者血清TIMP1呈高表達,高于王欣等[13]報道的健康人血清TIMP1水平,術后TIMP1降低,提示TIMP1參與直腸癌發(fā)病過程,與手術療效存在一定的關聯(lián)。同時進行相關性分析發(fā)現(xiàn),TIMP1與直腸癌分期、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術后輔助治療、術后復發(fā)/轉(zhuǎn)移及生存率均有明顯相關性,分析可能原因為：直腸癌患者血清TIMP1水平上調(diào),與機體腫瘤異常增生有關,其可獨立刺激腫瘤細胞生長,并通過FAK/Bad-bclX2等途徑抑制癌細胞凋亡,促進其增殖及生長,MMPs產(chǎn)生蛋白水解作用可抑制細胞凋亡及腫瘤新生血管形成,而TIMP對MMPs產(chǎn)生特異性抑制作用可促進腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移,證實TIMP1可能與直腸癌惡性生物學行為有關,為導致患者不良預后的關鍵指標。

MMP9為降解ECM的關鍵蛋白酶,病理條件下,MMP9可通過降解基底膜及包繞癌細胞基質(zhì),透過腫瘤基質(zhì)屏障,導致腫瘤增殖及侵襲、轉(zhuǎn)移。同時可通過毛細血管增生,促進腫瘤增殖及擴散,在消化系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)生及進展過程中有重要作用。Zhao等[14]發(fā)現(xiàn),MMP9可直接促進結(jié)直腸癌癌細胞基底膜上移行。本研究發(fā)現(xiàn),直腸癌患者血清MMP9濃度水平較高,術后有明顯降低,提示MMP9水平的變化可用于評估手術療效。同時本研究還發(fā)現(xiàn),MMP9與直腸癌患者Dukes分期、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術后輔助治療及預后均存在不同程度的相關性,表明直腸癌血清MMP9高表達與腫瘤侵襲性存在明顯關聯(lián),MMP9表達水平越高,腫瘤惡性行為及浸潤轉(zhuǎn)移潛能越高。Leptin為蛋白質(zhì)激素,可促進多種細胞增殖及分化。早期認為,結(jié)腸組織無leptin表達[15]。近期研究發(fā)現(xiàn),人手術切除結(jié)直腸癌標本及轉(zhuǎn)移癌癌組織均可檢出leptin mRNA表達[16],表明腫瘤局部leptin高表達可能為典型病理狀態(tài)。本研究采用酶聯(lián)免疫法對150例直腸癌患者血清leptin檢測發(fā)現(xiàn),直腸癌患者leptin呈明顯過度表達,與腫瘤惡性生物學行為存在緊密聯(lián)系。

陳燕和陳明衛(wèi)[17]研究發(fā)現(xiàn)leptin可通過誘導MMP9表達、強化酶解作用、消化蛻膜基底及基底膜,促進滋養(yǎng)細胞侵襲。本研究發(fā)現(xiàn),leptin與MMP9、TIMP1表達均呈正相關,提示 leptin對 MMP9及TIMP1均存在負向調(diào)控作用,考慮leptin對直腸癌惡性生物學行為的影響主要通過調(diào)控MMP9及TIMP1表達而發(fā)揮作用。

綜上所述,直腸癌患者血清 MMP9、leptin及TIMP1均呈過度表達,與手術治療、腫瘤Dukes分期、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術后輔助治療及預后存在密切關聯(lián),可作為評估直腸癌患者手術效果及預測其預后的依據(jù)。