原发性支气管肺癌中PTEN基因的蛋白表达及意义论文
目的 研究抑癌基因PTEN在原发性肺癌中的蛋白表达及其临床意义。方法 应用免疫组织化学SP法检测56例手术切除的肺癌石蜡标本及3例正常肺组织中的PTEN基因的蛋白表达情况。结果 ①正常肺组织中PTEN蛋白表达的阳性率明显高于肺癌患者，而在小细胞肺癌中的阳性表达低于非小细胞肺癌；②在56例肺癌患者中，随着分化程度的降低，PTEN的蛋白阳性表达率也随之下降；③Ⅰ、Ⅱ期肺癌患者的PTEN蛋白阳性表达率高于Ⅲ、Ⅳ期患者；④在19例有转移的肺癌患者中，PTEN表达阳性率明显低于无转移的患者。结论 PTEN基因的表达与肺癌的病理类型、组织的分化程度、临床分期以及有无淋巴结转移密切相关。ABSTRACT: Objective To study the protein expression level and clinicalsignificance of the tumor suppressor gene PTEN in primary lung cancer. Methods We detected the protein expression of PTEN gene in paraffin specimens of 56 cases of lung cancer and 3 specimens of normal lung tissues by SPimmunohistochemistry. Results ① The positive rate of PTEN protein expression was higher in normal lung tissues than in lung cancer specimens, while it was lower in SCLC than in NSCLC. ② The positive rate of expression of PTEN protein became lower as the differentiation level decreased in the 56 cases of lung cancer specimens. ③ The positive rate of expression of PTEN protein was higher in patients with lung cancer of stage Ⅰ and Ⅱ than that in stage Ⅲ and Ⅳ. ④ The positive rate of expression of PTEN protein was 26.32% in 19 cases of transfused specimens, which was obviously lower than that in non-transfused specimens. Conclusion The expression of PTEN gene is related to classification criteria of lung cancer, malignancy degree, clinical stage and lymph node transfusion.
KEY WORDS: lung cancer; phosphatase and tensin homologue deleted from chromosome 10 gene(PTEN); immunohistochemistry
肿瘤的发生是多阶段、多步骤和多基因改变的过程，肿瘤的恶性表型是多种因素相互作用导致正常细胞恶变的结果，而癌基因的激活和抑癌基因的失活在肿瘤的发生发展中起重要作用。对抑癌基因的研究不仅在探索肿瘤发生的分子生物学机制方面有重要意义，而且在肿瘤的预防、治疗、诱导分化、凋亡、衰老等方面也有重大价值。PTEN基因(phosphatase and tensin homologue deleted from chromosome 10 gene)又称MMAC1(mutated in multiple advanced cancers gene)或TEP1(TGF-regulated and epithelial phosphatase 1 gene)，是1997年由Steck等［1］3个研究小组分别发现并命名的一种新的抑癌基因(简称PTEN)。现已证实该基因的突变、失活与多种肿瘤的发生发展密切相关。为探讨原发性支气管肺癌中PTEN基因的蛋白表达与肺癌发生发展的关系，我们用免疫组织化学方法对56例肺癌患者石蜡标本及3例正常肺组织标本进行了研究。
1 材料与方法
1.1 材料
所有标本均取自西安交通大学医学院第二附属医院病理科2001年至2004年间石蜡包埋标本，56例经病理学检查证实为原发性肺癌。其中男性39例，女性17例；年龄36-75岁，平均55岁。所有患者术前均未接受化疗、放疗及免疫治疗。根据WHO(1981)肺癌的分类标准进行组织学分类，根据肿瘤的分级标准(组织结构、异型性等)进行病理分级。其中鳞癌23例、腺癌20例、小细胞肺癌13例；病理分级为分化良好的17例、中等分化24例、分化不良15例。TNM分期按UICC(1997)标准进行：Ⅰ期12例、Ⅱ期18例、Ⅲ期15例、Ⅳ期11例。肺门和(或)纵隔淋巴结转移及远处转移(简称转移)：有转移19例、无转移37例。3例正常肺组织为对照，来自手术切除的癌旁正常肺组织(至少距离癌肿5 cm以上)。
1.2 方法
采用免疫组化SP法。鼠抗人PTEN单克隆抗体及SP试剂盒均购于北京中山生物公司。标本经甲醛溶液固定，石蜡包埋，连续切片3张，厚5 μm，常规苏木素-伊红(HE)染色复查诊断。免疫组化检测步骤：一抗稀释浓度1∶50，常规脱蜡后微波炉抗原修复，4 ℃过夜，PBS洗；二抗37 ℃ 30 min，PBS洗；加链霉素抗生物素蛋白-过氧化物酶溶液，37 ℃ 30 min，PBS洗；DAB显色，苏木素复染。用已知阳性切片作阳性对照，PBS代替一抗作阴性对照。
1.3 结果判定
参照Fromowitz等的方法［2］。首先按染色强度评分：0分为无色，1分为淡黄色，2分为棕黄色，3分为棕褐色；再按阳性细胞所占的百分比评分：0分为阴性，1分为阳性细胞≤10%，2分为11%-50%，3分为51%-75%，4分为＞75%。染色强度与阳性细胞百分比的分值乘积>3分为免疫组化反应阳性。
1.4 统计学分析
应用SPSS12.0统计软件进行统计分析，数据以均值±标准差(x±s)表示，计数资料组间的比较均采用卡方检验，P<0.05认为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 PTEN蛋白在肺癌组织中的定位
阳性染色主要位于癌细胞质(膜)，癌细胞核也有部分表达；阳性产物呈棕黄色弥漫分布(图1)。
2.2 PTEN蛋白表达与肺癌一般临床特征的关系
PTEN在56例肺癌患者中的表达阳性率为37.50%，其中PTEN表达阳性的患者平均年龄为(53.35±8.70)岁，表达阴性的患者平均年龄为(54.90±9.25)岁，两者相比无统计学差异(P>0.05)；39例男性患者中PTEN阳性表达率为41.03%，17例女患者中为29.14%，两者相比亦无统计学意义(P>0.05)。
2.3 PTEN蛋白表达与肺癌病理类型的关系
56例肺癌患者PTEN蛋白表达的阳性率为50.00%，其中23例鳞癌中的阳性率为60.87%，20例腺癌中的阳性率为55.00%，两者比较无统计学意义(P>0.05)；13例小细胞癌中的阳性表达率为23.08%，其PTEN阳性率明显低于前两者，且具有显着性差异(P<0.05)。说明PTEN在小细胞肺癌中的阳性表达低于非小细胞肺癌，提示PTEN的蛋白表达与肺癌的病理类型有关。
2.4 PTEN蛋白表达与肺癌分化程度的关系
在56例肺癌患者中，随着分化程度的降低，PTEN的蛋白表达阳性率也随之下降，分化良好者较中等分化者PTEN表达阳性率为高，但差异无统计学意义(P>0.05)；而分化不良者与前两者相比PTEN蛋白阳性表达率明显降低，且差异有统计学意义(P<0.05，表1)。表1 PTEN蛋白表达与肺癌分化程度的关系（略）
2.5 PTEN蛋白表达与肺癌临床分期及转移的关系
Ⅰ、Ⅱ期患者的PTEN蛋白阳性表达率相近，差异无统计学意义(P>0.05)。Ⅲ、Ⅳ期患者的PTEN蛋白表达阳性率明显降低，与Ⅰ、Ⅱ期相比差异有统计学意义(P<0.05)。提示随着病变的进展，PTEN的表达率呈下降趋势。在19例有转移的患者中，PTEN表达阳性率为26.32%，明显低于无转移者，经统计学分析，两者之间的差异具有统计学意义(P<0.05，表2)。表2 PTEN的蛋白表达与肺癌临床分期及转移的关系（略）
3 讨论
PTEN是一种多功能的磷酸酯酶，主要有以下功能［3］：①参与胚胎的正常发育［4］； ②通过G1期阻滞或诱导细胞凋亡机制，抑制细胞生长；③抑制端粒酶的活性；④抑制细胞的迁移、铺展和局部黏附。许多研究显示，PTEN基因的缺失、突变或表达产物的失活，影响肺癌的发生、发展。Kohno等［5］检测了40株肺癌细胞系，发现15株小细胞肺癌中6株发生了PTEN DNA纯合性丢失，25株非小细胞肺癌中2株发生了PTEN DNA纯合性丢失，2株有无活性突变和错义突变，小细胞肺癌的PTEN失表达率似乎高于非小细胞肺癌，说明PTEN在肺癌的发生、发展中作为一个抑癌基因发挥作用。且有研究显示，PTEN蛋白表达水平的高低与患者的病理分级及预后有关，患者预后越差，恶性度越高，PTEN蛋白水平越低。提示PTEN可能参与了肺癌的发生、发展及浸润和转移。
本研究结果显示，肺癌组织中PTEN基因的蛋白表达主要分布于癌细胞质，核膜上也有着色，而且正常肺组织较肺癌组织着色明显增强。这与Hager等［6］对肾细胞癌的相关研究相似。尽管不同年龄、性别患者的PTEN基因的蛋白表达不同，但差异甚微，提示PTEN基因的'表达与患者的年龄、性别无关。实验中，肺癌组织PTEN基因的蛋白表达阳性率为50%，正常肺组织PTEN基因的蛋白表达阳性率为93.27%，肺癌组织PTEN基因的蛋白表达显着低于正常肺组织，认为原发性支气管肺癌中PTEN基因的蛋白表达下调，提示PTEN基因的蛋白表达缺失在肺癌的发生中可能起重要作用。但Hosoya等［7］报道PTEN基因的突变率只有13.30%，远远低于本实验检测到的PTEN基因的蛋白表达缺失率(由阳性率计算)50%。其原因可能是：①影响PTEN基因的蛋白表达的因素很多，如PTEN基因的纯和性丢失或突变、PTEN基因的杂合性丢失、PTEN基因启动子的甲基化、非翻译区的微小病变等均可导致该基因的低表达或不表达；②在PTEN基因复制、转录、翻译以及翻译后修饰的水平也可发生PTEN基因的低表达或不表达。
目前的一些研究结果提示，PTEN基因的变异与肺癌的不同病理类型有关［8-9］。Zhang等［10］研究显示，PTEN在小细胞肺癌中的缺失率达44%，高于非小细胞肺癌(24%)，提示PTEN的缺失在肺癌，尤其是小细胞肺癌的发生发展中起一定作用。本研究显示PTEN基因蛋白表达在非小细胞肺癌中的阳性率明显高于小细胞肺癌中的表达阳性率(鳞癌60.87%、腺癌55.00%、小细胞癌23.08%)，说明PTEN基因的表达与肿瘤的组织类型密切相关，尤其在小细胞肺癌中可能发挥重要作用。
关于PTEN基因与肺癌病理分级，临床分期的关系，国内外报道不多。Sano等［11］研究发现PTEN基因表达水平的高低与神经胶质瘤患者的病理分级相关，PTEN基因表达水平越低，说明肿瘤的恶性程度越高，临床分期越晚，预后也就越差。本实验结果也显示分化不良的肺癌PTEN基因的蛋白表达阳性率低于分化良好和中等分化者，且临床分期越晚，PTEN基因的蛋白阳性表达率也越低，提示PTEN基因表达与肿瘤的恶性程度、临床分期密切相关，表达水平越低，临床分期越晚，肿瘤的恶性程度越高。
Salvesen等［12］报道子宫内膜癌PTEN启动子甲基化患者很容易发生淋巴结转移。本实验也显示有淋巴结转移的肺癌患者PTEN基因的蛋白表达明显低于无淋巴结转移者，提示PTEN基因的低表达与淋巴结转移有关，表达阳性率越低，越容易发生淋巴结转移。这可能是因为PTEN基因低表达的肺癌患者失去了PTEN对FAK介导的细胞浸润、转移和生长的抑制作用，从而发生淋巴结转移。
PTEN基因的蛋白在肺癌组织中的表达较正常肺组织中的表达有所降低，说明PTEN基因的低表达可能在肺癌的发生发展过程中起重要作用。该基因的表达与肺癌患者的年龄、性别无关，而与肺癌的病理类型、组织的分化程度、临床分期、以及有无淋巴结转移密切相关，表明PTEN基因可能作为判断肺癌病情严重程度及预后的指标，也可作为基因治疗的靶基因。这为今后肺癌的诊断及治疗提供新的思路。
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