王文軍,何 雷,李佳嘉,徐國祥,徐五琴,盧林明,2
胃癌發(fā)病率及病死率位居我國惡性腫瘤的第2位[1],晚期胃癌生存率低,尚缺乏特異的腫瘤標志物及有效的預后指標。二肽基肽酶Ⅳ(dipeptidyl peptidase Ⅳ, DPPⅣ)于1966年由Hopsu-Havu和Glenner[2]首次在大鼠肝臟組織中發(fā)現(xiàn)的一個可降解含DPP肽鏈結構的水解酶;1991年發(fā)現(xiàn)其兼具T細胞活化功能,又稱其為CD26[3]。DPPⅣ/CD26除了作為一種蛋白酶及免疫細胞調節(jié)因子外,其在腫瘤發(fā)生進展中既作為腫瘤抑制因子,又被認為是腫瘤促進因子,作用尚不一致[4]。目前,CD26在胃癌組織中表達的研究鮮有報道,本文采用免疫組化EliVision Super法檢測CD26蛋白在人胃癌腫瘤細胞及腫瘤浸潤性淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocytes, TILs)中的表達特征,并分析其表達與臨床病理學特征及預后的相關性,以期為胃癌早期診斷、預后判斷及臨床治療提供實驗理論依據(jù)。
1.1 臨床資料 收集2016年1月~2017年7月皖南醫(yī)學院弋磯山醫(yī)院病理科存檔的石蠟包埋組織。實驗組均為手術切除的部分胃或全胃組織,合計90例(病理診斷均為胃腺癌),其對應的90例癌旁正常胃黏膜組織(距離腫瘤邊緣約5 cm)及18例胃上皮內(nèi)瘤變組織(其中低級別上皮內(nèi)瘤變12例,高級別上皮內(nèi)瘤變6例,均為胃內(nèi)鏡黏膜下剝離術標本)作為對照組。胃上皮內(nèi)瘤變患者18例,男性12例,女性6例;年齡43~79歲,平均61歲,中位年齡62歲。所有病例均由兩位高年資病理醫(yī)師根據(jù)WHO(2010)消化系統(tǒng)胃腫瘤分類標準進行病理診斷,患者術前均未行任何放療及化療。
1.2 試劑 濃縮型鼠抗人DPPⅣ/CD26單克隆抗體(OTI11D7)購自美國ORIGENE公司,EliVision Super免疫組化試劑盒(鼠/兔廣譜型)、PBS緩沖液、pH 9.0 EDTA修復液和DAB顯色液等均購自福州邁新公司。
1.3 TILs百分比判讀標準 TILs主要有以下幾種分布方式:腫瘤內(nèi)部浸潤的淋巴細胞散在分布于腫瘤細胞巢內(nèi),并與腫瘤細胞直接接觸,沒有明顯的聚集趨勢,即腫瘤內(nèi)TIL(intratumoral TIL, iTu-TIL);腫瘤浸潤邊界以內(nèi)的間質中未與癌細胞直接接觸的淋巴細胞,包括浸潤邊界區(qū)的淋巴細胞,即間質TIL(stromal TIL, sTIL);還有一部分淋巴細胞遠離浸潤邊界區(qū),浸潤的淋巴細胞較豐富并集中分布,通常呈淋巴樣聚集,甚至在一些病例中可見淋巴濾泡樣結構形成,即三級淋巴結構[5]。
參照2014年乳腺癌國際TILs工作組推薦的HE切片中重點關注sTIL的評價方法[6],并綜合2019年胃癌TILs評分系統(tǒng)[7]。本實驗TILs百分比是指在HE染色高倍視野下,觀察腫瘤中心區(qū)域內(nèi)iTu-TIL和腫瘤浸潤邊界以內(nèi)sTIL的TILs總和占總間質面積的百分比,取整個HE染色切片區(qū)域的平均值;排除腫瘤區(qū)域內(nèi)人為擠壓、壞死、玻璃樣變以及先前胃鏡活檢部位的浸潤性淋巴細胞;排除腫瘤邊界之外、低級別/高級別上皮內(nèi)瘤變及正常腺體周圍的浸潤性淋巴細胞;所有單個核細胞(包括淋巴細胞和漿細胞)均應評價,但白細胞(包括中性粒細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞)除外。由兩位病理醫(yī)師采用雙盲法分別觀察切片評分后再取平均值。
1.4 免疫組化 上述存檔蠟塊組織均經(jīng)10%中性福爾馬林固定,常規(guī)脫水,石蠟包埋,4 μm厚切片。采用免疫組化EliVision Super法檢測實驗組和對照組腺上皮細胞及TILs中CD26的表達。所用抗體采用pH 9.0 EDTA修復液高壓修復,DAB顯色。以PBS代替一抗作為空白對照,以已知陽性病例作陽性對照。操作步驟嚴格按試劑盒說明書進行。
1.5 判讀標準 CD26表達定位于細胞質和細胞膜,染色呈淡黃色至棕褐色顆粒者為陽性細胞。CD26結果判定結合染色強度和陽性細胞數(shù)進行綜合分級。(1)按染色強度評分:不著色為0分,淡黃色為1分,黃褐色為2分,棕褐色為3分。(2)陽性細胞百分率評分:陽性細胞數(shù)<5%為0分,5%~25%為1分,26%~50%為2分,51%~75%為3分,>75%為4分。將兩項得分結果相乘:0~1分為陰性,≥2分為陽性;陽性率按陽性例數(shù)除以總例數(shù)計算。由兩位病理醫(yī)師采用雙盲法分別觀察切片,若觀察結果相差3分則重新評定。
1.6 隨訪 患者隨訪結果來自出院患者的電話隨訪記錄。本實驗中觀察的指標為總生存期,定義為從手術日到患者死亡時間,未死亡患者則記錄最后一次隨訪時間。
1.7 統(tǒng)計學分析 應用IBM SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學處理,使用GraphPad 5.0軟件作圖。組間比較及相關性分析采用χ2檢驗。生存曲線分析采用Kaplan-Meier法,單因素生存曲線比較采用Log-rank檢驗,多因素分析采用Cox回歸比例風險模型。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 CD26的表達及TILs百分比 CD26表達主要定位于細胞質,部分為細胞膜。胃癌腫瘤細胞的陽性率為67.8%(61/90)(圖1A),部分腺體腔緣呈線性著色,高級別上皮內(nèi)瘤變組織陽性率為50%(3/6),兩者差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.800,P=0.397>0.05);低級別上皮內(nèi)瘤變(χ2=20.234,P<0.001)及癌旁正常胃黏膜組織均不表達CD26,與胃癌組織相比差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。高級別上皮內(nèi)瘤變的CD26陽性率均高于低級別上皮內(nèi)瘤變(χ2=7.200,P=0.025)及癌旁正常胃黏膜組織,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05,表1)。
TILs百分比5%~50%,平均17.7%,中位數(shù)15%;以平均百分比為界值(cut-off),將TILs分為<17.7%的低百分比51例(51/90,56.7%)和≥17.7%的高百分比39例(39/90,43.3%)。CD26在胃癌TILs(圖1B)、低級別和高級別上皮內(nèi)瘤變及癌旁正常胃黏膜間質淋巴細胞中均不表達。
AB
圖1 CD26的表達:A.在胃癌腫瘤細胞中呈陽性;B.在胃癌腫瘤細胞中呈陽性,在TILs中呈陰性,EliVision Super法
表1 CD26在各組上皮成分中的表達
χ2值和P值表示胃低級別上皮內(nèi)瘤變、高級別上皮內(nèi)瘤變及胃腺癌分別與癌旁正常胃黏膜比較
2.2 胃癌腫瘤細胞CD26表達與臨床病理特征及TILs百分比之間的相關性 胃癌腫瘤細胞CD26的表達與浸潤深度和pTNM分期呈正相關,即浸潤深度越深、pTNM分期越高,CD26陽性率越高(P<0.05),而與其它臨床病理特征及TILs百分比均無明顯相關性(P>0.05,表2)。
表2 胃癌腫瘤細胞CD26表達與臨床病理特征及TILs百分比之間的相關性
2.3 單因素生存分析 隨訪截至2019年5月31日,術后隨訪3~40個月,無失訪病例,隨訪期間死于胃腺癌者24例,占26.7%(24/90)。CD26陽性者總生存率為67.2%(41/61),陰性者總生存率為86.2%(25/29),胃腺癌腫瘤細胞中CD26陽性者較陰性者總生存期短(χ2=4.900,P<0.05)(圖2A)。腫瘤細胞CD26的表達、腫瘤大小(χ2=23.934,P<0.01)、浸潤深度(χ2=12.936,P<0.01)、遠處轉移(χ2=103.421,P<0.01)和pTNM分期(χ2=38.081,P<0.01)(圖2B)均為胃癌不良預后因素,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
圖2 胃癌腫瘤細胞CD26表達、pTNM分期與總生存期曲線:A.CD26蛋白陽性者較陰性者總生存期短(P<0.05);B.pTNM分期Ⅲ+Ⅳ期者較Ⅰ+Ⅱ期者總生存期短(P<0.01)
2.4 多因素Cox回歸模型分析結果 將胃癌腫瘤細胞中CD26的表達、腫瘤大小、浸潤深度、遠處轉移和pTNM分期納入Cox回歸模型,分析結果顯示:腫瘤大小、遠處轉移和pTNM分期均為影響胃癌預后的獨立危險因素(P<0.05),腫瘤細胞中CD26的表達、浸潤深度并非獨立危險因素(P>0.05,表3)。
表3 胃癌預后的Cox多因素回歸分析
人DPPⅣ/CD26基因定位于2q24.3,編碼一條包含766個氨基酸的多肽鏈,其相對分子質量為11.0×104,通常以同源二聚體的形式存在,是一種Ⅱ型跨膜蛋白,主要由三部分構成,包括胞膜內(nèi)區(qū)、跨膜區(qū)、胞膜外區(qū),屬于絲氨酸蛋白酶家族成員,是一個廣泛分布的絲氨酸蛋白酶。
CD26在不同腫瘤、同一腫瘤的不同研究中的表達模式及功能不同,而且在同一表達模式下其功能可能也不一致。如在結直腸癌[8]、胰腺導管癌[9]、子宮內(nèi)膜癌[10]、尿路上皮癌[11]、惡性間皮瘤[12]等腫瘤組織中均較其相應正常組織表達高,在腫瘤細胞生長、增殖及侵襲中發(fā)揮促癌作用。而在惡性黑色素瘤[13]、非小細胞肺癌[14]中表達缺失或下調,抑制腫瘤細胞生長、遷移及成瘤。卵巢癌和膠質瘤中表達上調的CD26,在同一腫瘤不同研究中既顯示促癌作用[15-16],亦顯示抑癌作用[17-18]。前列腺癌中CD26過表達[19]和下調[20]均與腫瘤進展有關。由此可見,CD26在各種腫瘤中的表達模式及功能作用表現(xiàn)的非常復雜。
目前CD26在胃癌中的文獻報道尚少。據(jù)有限的報道顯示,CD26在胃腸道如結腸正常腺上皮中不表達[8],在結腸腺瘤和腺癌中均有表達,主要定位于細胞質,且呈現(xiàn)腔緣線性表達的特點[21]。Carl-McGrath等[22]的研究結果顯示CD26在正常胃黏膜表面上皮和小凹上皮(4/10)偶有表達,定位于細胞膜和細胞質,胃黏膜固有層腺體不表達,腸化生上皮(3/3)和胃腺癌腫瘤細胞(7/10)中表達,但差異無統(tǒng)計學意義。
本實驗結果顯示,CD26在癌旁正常胃黏膜(0/90)及低級別上皮內(nèi)瘤變(0/12)腺上皮內(nèi)均不表達,在胃高級別上皮內(nèi)瘤變(3/6)及胃腺癌(61/90)腫瘤細胞中表達上調,主要定位于細胞質,部分為細胞膜,也可見腔緣線性表達的特點。CD26蛋白在正常胃黏膜及低級別上皮內(nèi)瘤變組織中不表達,在高級別上皮內(nèi)瘤變的胃癌前病變到胃癌腫瘤細胞中表達逐漸增強,提示其在胃癌的發(fā)生進展中發(fā)揮重要作用,可作為胃癌早期診斷的候選標志物。但限于低級別和高級別上皮內(nèi)瘤變病例較少,其結果和意義有待進一步擴大樣本驗證。
隨著浸潤深度和pTNM分期的提高,CD26陽性率呈正相關的升高趨勢(P<0.05),提示高表達CD26促進了腫瘤細胞的進一步侵襲和進展。其可能機制為:(1)CD26過表達后上皮相關的標志物E-cadherin表達下調,間質相關的標志物N-cadherin和vimentin等表達上調[8],促進了上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)。(2)CD26作為一種蛋白酶與腺苷脫氨酶(adenosine deaminase, ADA)、纖連蛋白、膠原蛋白等配體的結合,促進了腫瘤細胞外基質(extracellular matrix, ECM)中膠原蛋白的降解[23],有利于腫瘤細胞的遷移、侵襲和轉移。(3)新鮮胃癌組織及4種胃癌細胞系異體移植瘤實驗發(fā)現(xiàn)[24],CD26+CD44+細胞較CD26+CD44-細胞和CD26-CD44-細胞增殖速度快、成瘤能力強,提示CD26和CD44是胃癌干細胞(cancer stem cell, CSC)標志物。(4)IL-17通過信號傳導與轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3),將CD26-CXCR4-[CXC趨化因子受體4(C-X-C chemokine receptor 4, CXCR4)]靜息狀態(tài)的胃癌CSC激活為CD26+CXCR4+侵襲狀態(tài)的胃癌CSC,誘導EMT,促使胃癌CSC更具遷移性、侵襲性和成瘤能力[25]。(5)CD26過表達激活了缺血誘導因子-1α(hypoxia inducible factors-1α, HIF-1α)與血管內(nèi)皮生長因子A(vascular endothelial growth factor A, VEGFA)信號通絡,通過促進腫瘤血管生成影響腫瘤生長[10]。
CD26除了在腫瘤細胞表達外,在腫瘤細胞周邊的間質中也可見CD26陽性細胞,包括梭形的纖維母細胞、TILs[9,15]。Bailey等[26]研究認為,CD26highTILs富含趨化因子受體,具有更強的細胞毒性及抵制凋亡的能力,利于攻擊腫瘤細胞,促使腫瘤細胞退縮;而Barreira da Silva等[27]的研究結果提示CD26+TILs抑制了CXCR3介導的抗腫瘤免疫,限制了TILs向腫瘤區(qū)域的浸潤,與腫瘤免疫逃逸有關。本組實驗中CD26在腫瘤間質細胞和TILs并未表達。因此,通過免疫組化染色評判CD26+TILs是否合理,TILs中CD26陰性是否與免疫組化試劑克隆號有關,CD26+TILs在腫瘤發(fā)生進展中到底扮演什么樣的角色等疑問,仍需要作進一步的分析。
研究顯示CD26除了可作為腫瘤診斷標志物外,也是一種非常有意義的預后評價指標。CD26在有些腫瘤中是一種正性預后因子[13,18],有些則為負性預后因子[8,12]。胃癌CD26+CSC是一種潛在的負性預后因子,與其更具侵襲性的表型、強的成瘤能力和易發(fā)生藥物耐受有關[24]。
本實驗單因素生存分析顯示,腫瘤細胞中CD26的表達、腫瘤大小、浸潤深度、遠處轉移和pTNM分期均為影響胃癌預后的不良因素,與CD26作為一種負性預后因子研究結論類似。多因素Cox回歸模型分析顯示,腫瘤大小、遠處轉移和pTNM分期為影響胃癌預后的獨立危險因素(P<0.05),腫瘤細胞中CD26的表達、浸潤深度并非獨立危險因素(P>0.05),可能與隨訪時間較短有關。
胃癌患者血清中可溶性CD26蛋白(soluble CD26, sCD26)的檢測有利于術前早期診斷及術后局部復發(fā)或遠處轉移的判斷[28]。隨著CD26抑制劑在Ⅱ型糖尿病治療中的廣泛應用[29],人源性CD26單抗YS110在惡性間皮瘤等惡性腫瘤Ⅰ期人體試驗中抑制腫瘤細胞生長的作用也得到了證實[30]。
綜上所述,CD26的表達在胃癌的發(fā)生、進展中扮演重要角色,其可作為胃癌侵襲能力、遠處轉移、臨床病理分期、早期診斷及負性預后因子的重要參考指標。其在胃癌中的具體分子機制,sCD26血清檢測、CD26抑制劑和抗體在胃癌治療中的應用價值有待進一步研究證實。