MMP14在非小细胞肺癌中的表达及其与预后的关系

第16卷第4期生命科学研究Vol．16No．4 2012年8月Life Science Research Aug.2012 MMP14在非小细胞肺癌中的表达及其与预后的关系胡兴胜1,文世民1,邹心怡2,刘雨松3,赵彩霞1*(1.南充市中心医院肿瘤科,中国四川南充637000;2.四川省什邡市妇幼保健院检验科,中国四川什邡618400;3.四川省什邡市人民医院检验科,中国四川什邡618400)摘要:肺癌5年生存率低,侵润和转移是导致其死亡的主要原因.探讨MMP14(matrix mettallo proteinase14)在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)组织中的表达,及其与浸润转移和预后的关系.通过采用免疫组化检测92例NSCLC组织及25例癌旁正常组织中MMP14蛋白的表达,并分析其与临床病理学特征及预后的关系.免疫组化结果显示,MMP14蛋白在NSCLC组织中表达的阳性率为64.1%(59/92),显著高于癌旁正常组8%(2/25)(P<0.001).MMP14阳性率与NSCLC的分化程度、T分期、淋巴结转移和TNM分期相关(P<0.05),而与性别、年龄、吸烟及组织学类型无关(P>0.05).Kaplan-meier生存曲线显示,MMP14阳性表达组的患者5年生存期显著低于阴性表达组(P=0.004).Cox多因素回归分析显示,MMP14不是NSCLC的独立预后因素(P>0.05).MMP14在肺癌的分化、浸润和转移中扮演着重要的作用,并对生存期有一定的影响.关键词:非小细胞肺癌(NSCLC);MMP14;浸润和转移;预后中图分类号:R734.1文献标识码:A文章编号:1007-7847(2012)04-0329-04 Expression and Its Relationship with Prognosis ofMMP14in Non-small Cell Lung CancerHU Xing-sheng1,WEN Shi-min1,ZOU Xin-yi2,LIU Yu-song3,ZHAO Cai-xia1* (1.Department of Oncology,Nanchong Central Hospital,Nanchong637000,Sichuan,China;2.Department of Clinical Labora-tory,Maternal and Child Care Service Centre of Shifang,Shifang618400,Sichuan,China;3.Department of Clinical Laboratory,The People’s Hospital,Shifang618400,Sichuan,China)Abstract：The five-year survival rate of lung cancer is poor,invasion and metastasis are the main reasons. To explore MMP14and its relationship with NSCLC invasion,metastasis and prognosis,the expression of MMP14was detected by immunohistochemistry in92specimens of NSCLC and25specimens of neighbour-ing normal lung cancer tissues,and the relationship between expression and clinicopathologic characteristics and prognosis of NSCLC were analyzed.Immunohistochemical staining showed that the expression rate of MMP14protein in NSCLC was64.1%(59/92),which was higher than that in neighbouring normal tissue8% (2/25)(P<0.001).The expression of MMP14protein was associated with differentiation,T stages,lymph node metastasis and TNM stages(P<0.05)of NSCLC,but was not associated with sex,age,smoking and histologi-cal classification(P>0.05).Kaplan-meier survival analysis showed that the five-year survival rate of MMP14-positive patients was lower than that of MMP14-negative patients(P=0.004).Cox regression analysis showed that MMP14expression was not an independent prognostic factor of NSCLC(P>0.05).MMP14may play an important role in differentiation,invasion and metastasis of NSCLC.MMP14may be a useful marker for pre-dicting the outcome for patients with NSCLC,though it is not an independent prognostic indicator.Key words:non-small cell lung cancer(NSCLC);MMP14;invasion and metastasis;prognosis（Life Science Research，2012，16（4）：329～332）收稿日期:2012-04-05;修回日期:2012-05-27作者简介:胡兴胜(1982-),男,四川遂宁人,南充市中心医院肿瘤科住院医师,硕士,主要从事呼吸系统肿瘤研究;*通讯作者:赵彩霞(1971-),女,四川南充人,南充市中心医院肿瘤科副主任医师,主要从事呼吸系统肿瘤研究,E-mail:287368265@.生命科学研究2012年目前,恶性肿瘤已跃居人类死因的第一位,而肺癌死亡率已位居男性恶性肿瘤第一位和女性恶性肿瘤第二位[1].NSCLC约占肺癌总数的80%.肿瘤细胞的浸润和转移是极其复杂的过程.但肿瘤细胞要具有浸润转移的能力,首先必须突破细胞外基质(extra cellular matrix,ECM)的屏障和具有自身运动的潜能.基质金属蛋白酶(matrix met-tallo-proteinases,MMPs)是细胞外基质降解的主要酶类,在肿瘤浸润转移过程中发挥着重要的作用. MMP14,亦称MT1-MMP(embrane type-1matrix metalloproteinase,膜Ⅰ型基质金属蛋白酶1)是MMP家族的新成员,是典型的细胞外基质降解酶,还具有调节肿瘤细胞自身运动潜能和血管生成的作用.为此,我们采用免疫组化检测了MMP14在NSCLC组织中的表达情况,分析了它与肺癌临床病理特征及预后的关系.1材料与方法1.1材料选取2005年1月至2006年11月在川北医学院第二临床学院胸心外科手术标本92例和同期25例距离癌肿边缘5cm以上的正常组织.所有患者术前均未化疗或放疗,均有完整的临床资料和明确的病理诊断.其中男性67例,女性25例;<60岁46例,≥60岁46例;不吸烟38例,吸烟54例;鳞癌50例,腺癌42例;高分化13例,中分化63例,低分化16例;T1期11例,T2期65例,T3期10例,T4期6例;N0期51例,N1, 2,3期41例;Ⅰ期51例,Ⅱ期8例,Ⅲ期33例.随访:所有患者每3个月均进行电话、门诊或住院部随访,随访时间为5年.随访期间有10例失访.1.2试剂兔抗人一抗MMP14多克隆抗体均购自美国Santa cruzz公司,免疫组化二抗SP试剂盒购自北京中杉生物公司.1.3免疫组化检测MMP14蛋白的表达采用石蜡包埋标本,常规切片,厚度4μm.应用免疫组化SP法,常规脱蜡至水,采用微波抗原热修复,室温冷却,PBS液洗涤3min×3次,3% H2O2去离子水37℃孵育10min.PBS液洗涤3 min×3次,山羊血清37℃孵育20min,滴加MMP14一抗置于湿盒内37℃孵育1h30min,阴性对照用PBS液代替一抗.PBS洗涤5min×3次,加生物素标记的二抗,于37℃孵化15min. PBS洗涤3min×3次,加辣根酶标记链霉卵白素工作液,于37℃孵化15min.PBS洗涤5min×3次,DAB显色,终止显色,苏木素复染等,中性树胶封片,晾干后,显微镜下阅片.结果判断:所有切片均采用双盲法由两位病理科医师独立阅片. MMP14阳性表达定位于细胞浆和(或)细胞膜,呈浅黄色、黄色或棕黄色.随机选择10个高倍镜视野,每个视野连续计数100个细胞,计数阳性细胞百分比.将无着色和阳性细胞数<10%定位阴性表达,≥10%定位阳性表达.1.4统计学处理采用SPSS17.0统计学软件包分析.率或构成比采用χ2和Fisher精确检验,单因素生存分析采用Kaplan-meier生存曲线和log-rank检验,多因素生存分析采用Cox多因素分析模型,以P< 0.05为差异有统计学意义.2结果2.1MMP14蛋白检测结果MMP14阳性表达位于细胞浆和细胞膜,在癌组中过表达(如图1、2),在正常组织中少有或阴性表达(如图3).MMP14在癌组和癌旁正常组中的阳性率,分别为64.1%(59/92)和8%(2/25),差异有统计学意义(χ2=24.819,P<0.001).2.2MMP14蛋白表达与肺癌临床病理特征的联系统计学结果显示,MMP14表达随着肺癌分化程度的升高、T分期的增加、淋巴结转移和TNM 分期的增加而增加(P<0.05),而与性别、年龄、吸烟及组织学类型等无关(P>0.05),见表1.2.3生存分析Kaplan-meier生存分析显示,MMP14表达阳性组5年生存率为26.7%,阴性组为54.2%,差异有显著性(Log-rank检验,P=0.004),见图4.Cox多因素回归分析.Kaplan-meier单因素分析发现,分化程度、T分期、淋巴结转移、TNM分期均与患者的生存期相关,故均纳入Cox多因素分析模型.Cox多因素分析结果显示,只有TNM 分期(P=0.041)和淋巴结转移(P=0.003)是肺癌患者的独立预后危险因素,其相对危险度(relative risk, RR)分别为1.630(95%CI:1.020～2.606)和3.631 (95%CI:1.559～8.456),而MMP14表达不是患者的独立危险因素(P>0.05),见表2.330第4期胡兴胜等：MMP 14在非小细胞肺癌中的表达及其与预后的关系图3MMP14在癌旁正常组织中的阴性表达(×400)Fig.3Negative expression of MMP14in neighbouring normal lung cancer tissues (×400)图1MMP14在肺鳞癌组织中的阳性表达(×400)Fig.1Positive expression of MMP14in lung Squamous carcinoma tissue (×400)图2MMP14在肺腺癌组织中的阳性表达(×400)Fig.2Positive expression of MMP14in lung Adenocarcinoma tissue (×400)表1MMP14的表达与NSCLC 的临床病理特征联系Table 1Correlation of MMP14expression to NSCLCclinicopathologic characteristicsSex Male Female Age/yr <60≥60Smoking No YesPathological typeSquamous carcinoma Adenocarcinoma DifferentiationWell and moderate Poor T stages T 1+T 2T 3+T 4Lymphatic metastasis N 0N 1,2,3TNM stges Ⅰ+ⅡⅢ6725464638545042761676165141593321(31.3)12(48.0)16(34.8)17(37.0)16(42.1)17(31.5)17(34.0)16(38.1)31(40.8)2(12.5)31(40.8)2(12.5)28(54.9)5(12.2)26(44.1)6(18.2)46(68.7)13(52.0)30(65.2)29(63.0)22(57.9)37(68.5)33(66.0)26(61.9)45(59.2)14(87.5)45(59.2)14(87.5)23(45.1)36(87.8)33(55.9)27(81.8)0.1380.8280.2960.6830.0320.032<0.0010.012VariableCases MMP14－(%)+(%)P3讨论肿瘤的浸润和转移是多因素相互作用的结果.肿瘤细胞与细胞外基质的相互作用和肿瘤细胞的浸润转移密切相关.MMPs 是参与细胞外基质代谢的主要酶,已鉴别出28种,根据结构及降解底物的不同分4类,胶原酶类、明胶酶类、基质溶解素及膜型基质金属蛋白酶.MMP 14是膜型基质金属蛋白酶家族中首位被发现的成员,被认为是MMP 家族中与肿瘤浸润转移关系最密切的酶类之一.MMP 14在肿瘤浸润转移中的作用:1)直接降解许多大分子的细胞外基质,如Ⅰ～Ⅲ型胶原、层粘连蛋白、纤维粘连蛋白、玻璃粘连蛋白、纤维素、蛋白多糖等[2];2)可激活酶原MMP 2和MMP 13,引发水解效应的放大,其中MMP 2在肿瘤侵袭作用中起着举足轻重的作用;3)通过与不同的细胞间黏附分子的作用,影响细胞在ECM 上的迁移,或直接赋予无侵袭潜能的细胞穿透Ⅰ型胶原的能力.且此并不依赖proMMP -2的激活;4)促进血管的形成,如上调VEGF 的表达,促进内皮细胞在细胞外基质上迁移[3],而血管的生成又为浸润转移创造条件.然而,引人注意的是MMP 14对非ECM 成分的降解,它可以降解表面组织转谷氨酰胺酶、al 蛋白激酶抑制剂、a 巨球蛋白和CD 44.Survival time/mouth图4MMP14表达阳性和阴性肺癌患者Kaplan -Meier 生存曲线Fig.4The Kaplan -Meier survival curves of lung cancer patients with MMP14positive and negative0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000.00.20.40.60.81.0 1.00Negative 2.00Positive 1.00Censored 2.00Censored1:2:12331生命科学研究2012年MMP14被发现在多种恶性肿瘤组织中过表达,并与肿瘤浸润转移相关.MMP14蛋白在食管癌和喉癌中的阳性率分别为62.5%(45/72)和65% (47/72),在低分化组和有淋巴结转移组中的表达均显著高于高分化组和无淋巴结转移组[4,5].Mi-mori[6]用cDNA芯片技术对810例胃癌患者的血液检测发现,MMP14在胃癌患者的血液中过表达,并与肿瘤腹腔播散、淋巴结播散、血管播散、淋巴结转移相关,MMP14在患者骨髓中阳性表达也与远处转移和腹腔播散相联系.Perentes[7]研究发现,下调MMP14的表达,可以降低乳腺癌肺转移,MMP14蛋白在102例乳腺癌患者中的阳性率为52.9%,其表达与血管浸润相关.在肺腺癌和乳腺癌伴发脑转移的脑组织中,MMP14蛋白的阳性率分别为80%(20/25)和50%(5/10),其mRNA阳性率分别为83.3%(25/30)和70%(7/10)[8].MMP14在神经细胞瘤中的阳性率58.3%,与浸润深度和远处转移相关[9].目前有关MMP14在人肺癌组织中的表达研究甚少.本研究发现,MMP14在NSCLC组织中的阳性率为65.6%,显著高于正常组织,与肿瘤分化、T分期、淋巴结转移和TNM分期有关,T分期是肿瘤生长和侵袭的综合反映.提示MMP14可能在NSCLC异常增殖和浸润转移中发挥重要作用,其机制可能为直接或间接降解ECM、调节癌细胞运动及血管生成等.肺癌的5年生存率较低,总的5年生存率一直徘徊在15%左右,手术患者在30%～60%,多数死于浸润转移和复发.研究表明,某些基因的异常表达参与了肺癌的不良预后.因此探索肺癌的预后指标,显得尤为重要.目前有关MMP14与肿瘤预后的研究较少,尚未见与肺癌的预后研究.本研究通过Kaplan-meier生存曲线分析,结果显示MMP14阳性组5年生存率显著低于阴性组,提示MMP14的异常表达对肺癌的生存期有一定的影响,其机制可能为促进了肺癌的浸润和转移.但本研究Cox多因素分析模型发现MMP14不是肺癌的独立预后危险因素,这可能与肺癌的预后与多因素参与有关,有待进一步探讨.综上所述,本研究发现MMP14的在NSCLC 组织中过表达,并与分化、浸润转移及预后相关.因此,把MMP14的表达和肺癌的临床病理学特征联合起来,可以更有效地判断肺癌的恶性程度和预后,MMP14可能是肺癌的一项新的预后指标,有待进一步探讨.另外,也为研究肺癌浸润转移的机制和靶向治疗,提供新的思路.参考文献(References):[1]JEMA A,BRAY F,CENTER M M,et al.Global cancer statis-tics[J].A Cancer Journal for Clinicians,2011,61(2):69-90. [2]HERNANDEZ-BARRANTSES S,BEMARDO M,TOTH M,etal.Regulation of membmne type matrix metalloproteinases[J].Seminars in Cancer Biology,2002,12(2):131-138.[3]BORRIRUKWANIT K,LAFLEUR M A,MERCURI F A,et al.The type1collagen induction of MT1-MMP-mediated MMP-2 activation is repreased by alpha Vbeta3integrin in human breast cancer cells[J].Matrix Biology,2007,26(4):291-305. [4]张欣,张会超,郭建文,等.Axin与MMP14在食管鳞癌中的表达及与浸润转移的关系[J].第二军医大学学报(ZHANG Xin, ZHANG Hui-chao,GUO Jian-wen,et al.Association of Axin and MMP14expression with infiltration and metastasis of esophageal squamous cell carcinoma[J].Academic Journal of Second Military Medical University),2008,29(11):1409-1411.[5]刘业海,唐平章,刘芝华,等.基质金属蛋白酶14基因在人喉鳞状细胞癌中表达差异的分析[J].中华耳鼻喉科杂志(LIU Ye-hai,TANG Ping-zhang,LIU Zhi-hua,et al.Gene expres-sion of matrix mettallo proteinase14in laryngeal squamous cell carcinoma[J].China Journal of Otorhinolaryngol),2004, 39(8):501-506.[6]MIMORI K,FUKAGAWA T,KOSAKA Y,et al.A large-scalestudy of MT1-MMP as a marker for isolated tumor cells in pe-ripheral blood and bone marrow in gastric cancer cases[J].An-nals of Surgical Oncology,2008,15(10):2934-2942.[7]PERENTES J Y,KIRKPATRICK N D,NAGANO S,et al.Cancer cell-associated MT1-MMP promotes blood vessel inva-sion and distant metastasis in triple-negative mammary tumors[J].Cancer Reseach,2011,71(13):4527-4538.[8]YOSHIDA S,TAKAHASHI H.Expression of extracellularmatrix molecules in brain metastasis[J].Journal of Surgical On-cology,2009,100(1):65-68.[9]GUO P,IMANISHI Y,CACKOWSKI F C,et al.Up-regulationof angiopoietin-2,matrix metalloprotease-2,membrane type1 metalloprotease,and laminin5gamma2correlates with the invasiveness of human glioma[J].American Journal of Patholo-gy,2005,166(3):877-890.表2Cox方程中的变量Table2Cox variables in the equationMMP14expression TNM stages Lymphatic metastasis T stages DifferentiationB0.3180.4891.2890.4280.030SE0.3200.2390.4310.2280.243Wald0.9874.1748.9373.5250.015df11111Sig0.3210.0410.0030.0600.901Exp(B)1.3741.6303.6311.5341.031Lower limit0.7341.0201.5590.9810.640Upper limit2.5702.6068.4562.3991.660RR95.0%CI332。