SOX2在原發(fā)性與復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者中表達(dá)差異及其與預(yù)后關(guān)系

姜 磊， 黃 婧， 許瑩瑩， 張正衛(wèi)

南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院 1.放療科；2.神經(jīng)外科，江蘇 淮安 223000

腦膠質(zhì)瘤是較常見的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤，世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類中將膠質(zhì)瘤通常分為Ⅰ～Ⅳ級[1]。Ⅰ～Ⅱ級膠質(zhì)瘤為低級別膠質(zhì)瘤。低級別膠質(zhì)瘤的預(yù)后相對較好，中位總生存期為5～10年[2]。然而，50%～75%低級別膠質(zhì)瘤患者會死于疾病進(jìn)展，或惡化為更高級別的膠質(zhì)瘤[3]。Ⅲ～Ⅳ級膠質(zhì)瘤為高級別膠質(zhì)瘤。高級別膠質(zhì)瘤的特點是復(fù)發(fā)率高、存活率低。WHO Ⅳ級膠質(zhì)瘤在膠質(zhì)瘤中所占比例較高，惡性程度亦較高，預(yù)后較差[1,4-5]。SOX2是轉(zhuǎn)錄因子SOX區(qū)域蛋白家族的重要成員，其主要表達(dá)于胚胎和成人干細(xì)胞，包括神經(jīng)祖細(xì)胞等，亦可表達(dá)于腫瘤干細(xì)胞，如膠質(zhì)瘤干細(xì)胞。SOX2亦是一種膠質(zhì)瘤干細(xì)胞標(biāo)記物，SOX2與NANOG、OCT等干細(xì)胞標(biāo)志物結(jié)合，可促進(jìn)體細(xì)胞向多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化，并保持腫瘤干細(xì)胞的特性[6-9]。SOX2的表達(dá)與腫瘤形成、化療抵抗和腫瘤干細(xì)胞樣表型有關(guān)[10-12]。Barone等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，SOX2在惡性膠質(zhì)瘤中過度表達(dá)，而在正常腦組織中的表達(dá)較少見。Yang等[14]的研究顯示，在膠質(zhì)瘤的腫瘤起始細(xì)胞中沉默SOX2基因可阻止細(xì)胞增殖，導(dǎo)致免疫缺陷小鼠的致瘤性喪失。Sow等[15]的研究表明，抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)信號可通過促進(jìn)分化顯著降低膠質(zhì)瘤起始細(xì)胞的腫瘤發(fā)生，且這種效應(yīng)在SOX2轉(zhuǎn)導(dǎo)的腫瘤起始細(xì)胞中減弱。因此，SOX2基因是維持膠質(zhì)瘤干細(xì)胞特性的關(guān)鍵基因。本研究旨在探討SOX2在原發(fā)性與復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)差異及其與預(yù)后的關(guān)系。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集自2016年3月至2020年9月首次手術(shù)治療后復(fù)發(fā)行二次手術(shù)治療的29例高級別膠質(zhì)瘤患者的組織標(biāo)本和臨床資料。將患者首次手術(shù)獲取的標(biāo)本設(shè)為原發(fā)組，復(fù)發(fā)后行二次手術(shù)獲取的標(biāo)本設(shè)為復(fù)發(fā)組，患者術(shù)后組織病理學(xué)由神經(jīng)病理學(xué)專業(yè)醫(yī)師雙盲確定為Ⅲ～Ⅳ級高級別膠質(zhì)瘤。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批通過，所有患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 研究方法 術(shù)后組織標(biāo)本用福爾馬林固定和石蠟包埋，應(yīng)用切片機將包埋的組織蠟塊連續(xù)切成4 μm。石蠟切片放置于載玻片上，60℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜，然后在二甲苯中脫蠟并通過分級醇(100%,95%,75%)再水化。本研究采用間接免疫組織化學(xué)染色法。將抗人SOX2一抗(中國中杉金橋生物技術(shù)有限公司)以1∶100稀釋后，滴在組織切片上孵育，4℃過夜。孵育完畢后洗去一抗，用過氧化物酶偶聯(lián)二抗于室溫下與3，3′-二氨基聯(lián)苯胺底物-染色原反應(yīng)孵育2 h。蘇木精復(fù)染3 min，通過分級醇脫水(75%，95%，100%)。應(yīng)用光學(xué)顯微鏡觀察組織中SOX2蛋白的表達(dá)。結(jié)果判定：無陽性細(xì)胞為陰性；陽性細(xì)胞數(shù)<25%為弱陽性；陽性細(xì)胞數(shù)25%～49%為中陽性；陽性細(xì)胞數(shù)>50%為強陽性，用3+表示。隨機選擇5個高倍鏡視野，計數(shù)500個細(xì)胞，以此計算免疫組織化學(xué)著色的細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的百分比。根據(jù)SOX2蛋白表達(dá)水平，將29例患者分為SOX2高表達(dá)組和SOX2低表達(dá)組。

1.3 觀察指標(biāo) 收集29例經(jīng)病理證實資料完整的高級別膠質(zhì)瘤患者的年齡、性別、WHO分級(Ⅲ/Ⅳ)、無進(jìn)展生存期及中位生存期，其中WHO分級的方法參考文獻(xiàn)[16-17]；觀察SOX2在原發(fā)性與復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)差異及其與預(yù)后關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 同一高級別膠質(zhì)瘤患者在原發(fā)時與復(fù)發(fā)后SOX2的表達(dá)水平比較 29例原發(fā)組患者中，SOX2表達(dá)為陰性有2例(6.9%)、弱陽性有1例(3.4%)、中陽性有1例(3.4%)、強陽性有25例(86.3%)。其中，17例WHO Ⅲ級別，陰性1例(5.9%)、弱陽性1例(5.9%)、中陽性1例(5.9%)、強陽性14例(82.3%)；12例WHO Ⅳ級別，陰性1例(8.3%)、強陽性11例(91.7%)。SOX2在腫瘤復(fù)發(fā)后表達(dá)水平呈下降趨勢。29例復(fù)發(fā)組患者中，SOX2表達(dá)陰性8例(27.6%)、弱陽性有4例(13.8%)、中陽性有8例(27.6%)、強陽性有9例(31.0%)。其中，17例WHO Ⅲ級別，陰性4例(23.5%)、弱陽性2例(11.8%)、中陽性4例(23.5%)、強陽性7例(41.2%)；12例WHO Ⅳ級別，陰性4例(33.3%)、弱陽性2例(16.7%)、中陽性4例(33.3%)、強陽性2例(16.7%)。與原發(fā)組相比較，復(fù)發(fā)組SOX2低表達(dá)患者(陰性、弱陽性)比例由10.3%增加至41.4%，而中SOX2高表達(dá)(中陽性、強陽性)患者比例由89.7%降低至58.6%。說明SOX2表達(dá)水平在復(fù)發(fā)組中是降低的。兩組WHO Ⅲ級別與Ⅳ級別患者的SOX2表達(dá)水平比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖1。典型病例見圖2。

圖1 同一膠質(zhì)瘤患者原發(fā)時與復(fù)發(fā)后的SOX2表達(dá)水平比較

圖2 患者被診斷為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，伴有SOX2強陽性，2016年首次手術(shù)后，2017年復(fù)發(fā)時組織學(xué)診斷仍為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，但SOX2的表達(dá)為陰性(a.原發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤組織SOX2表達(dá)；b.復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤組織SOX2表達(dá))

2.2 高級別膠質(zhì)瘤患者一般資料與SOX2表達(dá)水平的關(guān)系 原發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者，SOX2高表達(dá)26例、低表達(dá)3例，兩組年齡、性別、WHO級別、腫瘤位置、中位無進(jìn)展生存期比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；單因素分析結(jié)果顯示，原發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者中，SOX2高表達(dá)患者中位生存期較SOX2低表達(dá)患者長(P=0.035)，說明SOX2表達(dá)水平與患者中位生存期有關(guān)，SOX2低表達(dá)患者預(yù)后較差。見表2、圖3。

表2 高級別膠質(zhì)瘤患者一般資料與SOX2表達(dá)水平的關(guān)系/例(百分率/%)

圖3 SOX2表達(dá)水平與生存時間的相關(guān)系

3 討論

惡性膠質(zhì)瘤是一種侵襲性較強，預(yù)后較差的腫瘤[5]。SOX2是一種膠質(zhì)瘤干細(xì)胞標(biāo)記物，SOX2的表達(dá)在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要調(diào)控作用。有研究表明，SOX2在多種惡性腫瘤細(xì)胞中異常表達(dá)，與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、分化程度、轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)[9-12]。然而，SOX2在惡性膠質(zhì)瘤中的分子機制仍未明確。在本研究收集了29例原發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤與相應(yīng)的復(fù)發(fā)后進(jìn)行二次手術(shù)的患者的臨床資料，試圖分析SOX2在原發(fā)性及復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者中的表達(dá)，以期更好地了解SOX2在原發(fā)性和復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤中的變化規(guī)律，分析SOX2表達(dá)與高級別膠質(zhì)瘤治療、預(yù)后的相關(guān)性。

本研究中，SOX2在29例原發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者中普遍高表達(dá)，而在復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤中SOX2呈下降趨勢，89.7%原發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者SOX2高表達(dá)，而僅有58.6%復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者SOX2高表達(dá)，這與Volnitskiǐ等[18]的研究結(jié)果相似。有研究發(fā)現(xiàn)，SOX2基因表達(dá)水平在復(fù)發(fā)性高級別膠質(zhì)瘤患者普遍上調(diào)，只有來源于同一患者的復(fù)發(fā)性膠質(zhì)瘤中，SOX2基因表達(dá)水平相比于原發(fā)時是下調(diào)的[19]。高級別膠質(zhì)瘤的侵襲性和復(fù)發(fā)能力往往依賴于干細(xì)胞的特性，SOX2作為干細(xì)胞因子在高級別膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)時頻繁減少，有可能與腫瘤由前神經(jīng)亞型向間充質(zhì)亞型轉(zhuǎn)化有關(guān)[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，SOX2低表達(dá)組的中位生存期較SOX2高表達(dá)的要短(P=0.037)，說明SOX2低表達(dá)與高級別膠質(zhì)瘤患者的不良預(yù)后有關(guān)。由于本研究為回顧性研究，不可避免存在一些局限性和相關(guān)的研究偏頗，今后尚需要更多樣本進(jìn)一步確證。

綜上所述， SOX2低表達(dá)可能是導(dǎo)致高級別膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展的作用機制之一，其有望成為高級別膠質(zhì)瘤基因治療的新靶點和預(yù)后評估指標(biāo)。但SOX2在高級別膠質(zhì)瘤中的具體分子機制尚不完全清楚，仍需要進(jìn)行更深入和廣泛的研究。