转化生长因子βⅡ型受体在胃癌组织中表达水平与侵袭、转移的相关性研究
肿瘤 1999年第4期第19卷 论著
作者：官国先 张祥福 杨发端
单位：福建医科大学附属协和医院肿瘤科 (福州 350001)
关键词：胃肿瘤；受体；转化生长因子β；免疫组化学
目的 研究TGF-βRⅡ表达与胃癌的发生、生物学行为和预后的关系。方法 应用免疫组织化学S-P方法检测20例正常胃粘膜、10例肠化生，21例异型增生及110例胃癌手术标本中TGF-βRⅡ的表达情况。结果 正常胃粘膜及肠化生TGF-βRⅡ表达均阳性、异型增生表达阳性率为95.24%，胃癌表达阳性率为23.64%，其中无区域淋巴结转移者阳性率为42.86%，有区域淋巴结转移者阳性率为17.07%(P＜0.01)，TGF-βRⅡ表达水平与胃癌PCNA表达、胃癌浸润胃壁深度和pTNM分期呈负相关(P＜0.01)。TGF-βRⅡ阳性者术后三年、五年生存率分别为73.30%、54.52%。而阴性者为48.60%、24.80%，两组差别均有显著性意义(P＜0.01)。结论 胃癌由于TGF-βRⅡ减少而逃逸TGF-β的抑制作用，加速恶性细胞的增殖、浸润和转移。故检测胃粘膜活检及癌组织中TGF-βRⅡ表达状况，有助于进一步了解胃粘膜癌变倾向及胃癌生物学行为和对患者预后的判断。
E
XPRESSION OF TGF-βRⅡ CORRELATED WITH INVASION AND METASTASIS OF GASTRIC CAR
CINOMA Guan Guoxian, Zhang Xiangfu, Yang Faduan.
The Affiliated Union Hospital, Fujian Medical University, Fuzhou, 350001
Objective：To study the relations between transforming growth factor β receptor typeⅡ gene (TGF-βRⅡ) expression and carcinogenesis of gastric mucosa, biological behavior or prognosis in gastric carcinoma.Methods：The expression of TGF-βRⅡ was examined immunohistochemically in normal gastric mucosa, mucosa dysplasia, and carcinoma by using polyclonal antibody.Results：Normal gastric mucosa was 100% (20/20) positive for TGF-βRⅡ, dysplasia was 95.2% (20/21) and gastric cancer was 23.6%(26/110). Cancer without regional nodal metastasis showed significantly higher positive staining rate (42.8%，12/28) than those with nodal involvement (17.0%，14/82；P＜0.01). Expression of TGF-βRⅡ is inversely correlated with PCNA expression, tumor invasion and the progression of pTNM stage (P＜0.01). Survival rates at 3 and 5 years were 73.30% and 54.52% respectively for TGF-βRⅡ positive staining group, as compared to 48.60% and 24.80% respectively for negative staining group (P＜0.01).Conclusion：Reduction in TGF-βRⅡ expression escaped the growth inhibitory effect of TGF-β, the proliferation, invasion and metastasis of malignant cells increase. The expression of TGF-βRⅡ may be an useful index for predicting prognosis of human gastric carcinoma
Key words Gastric neoplasm Receptor TGF-β Immunohistochemistry
TGF-βRⅡ(转化生长因子β受体Ⅱ型)是存在于细胞表面上的一种跨膜糖蛋白。由于TGF-β的多功能生物学作用均由其相应的受体所介导。因此TGF-β受体日益受到关注。研究表明，在许多肿瘤组织中都有TGF-β受体Ⅱ型基因缺失或基因的点突变［1，2］。并发现TGF-βRⅡ的表达与肿瘤的发生及生物学行为有一定的相关性。作者采用免疫组化方法检测正常胃粘膜、肠化生、异型增生、早期及进展期胃癌中TGF-βRⅡ的表达，探讨TGF-βRⅡ与胃癌发生及生物学行为的关系。
材料与方法
一、临床资料 胃癌110例，由我院肿瘤科1983～1992年手术患者中随机抽取，均具有完整随访资料。男性90例，女性20例，平均年龄57.63±8.5。肿瘤部位：贲门胃底部44例、胃体部22例、胃窦幽门部44例；组织学类型：乳头状腺癌8例、管状腺癌37例、低分化腺癌44例、粘液腺癌18例、未分化癌1例、慢性溃疡恶变2例；按国际pTNM分期：Ⅰ期12例、Ⅱ期19例、Ⅲ期50例、Ⅳ期29例。
二、方法 胃癌标本为10%中性福尔马林固定，石蜡包理之存档组织块。每例取原发灶癌组织。对照组：正常胃粘膜20例，肠化生10例，异型增生21例，它们均为内窥镜活检标本。所有组织块均重新制备4 μm连续切片备用。(兔抗人)TGF-βRⅡ(L-21)抗体、单克隆抗体PCNA(Pc10)购自美国Santa Cruz Biotechnology公司，链霉素亲生物素-过氧化物酶免疫组织化学试剂盒及3，3′-氨基联苯胺分别为美国Maxim Biotechnology公司和Zymed Lab Inc.公司产品。TGF-βRⅡ工作液浓度为1∶75，免疫组化染色程度按试剂说明书略加修改后进行。每批染色均设阳性对照，并以PBS溶液代替第一抗体进行阴性对照。
三、阳性细胞结果判断 采用阳性细胞数加着色强度综合计算法。
(1)TGF-βRⅡ阳性细胞可见胞浆呈棕黄色的细小颗粒着色。
a.阳性组：切片中癌细胞有显色，且显色的癌细胞占全部癌细胞25%或以上者；
b.阴性组：切片中癌细胞不显色或显色的癌细胞占全部癌细胞的25%以下者。
(2)PCNA阳性细胞着色表现为细胞核染成棕褐色，着色不均，以5个有代表性的高倍视野，计每个高倍视野内100个肿瘤细胞中阳性细胞数，取其平均值。分为Ⅰ～Ⅳ级；0～25%为Ⅰ级；26～50%为Ⅱ级；51～75%为Ⅲ级；76%～100%为Ⅳ级。
四、统计分析 主要应用统计软件包SPSS，患者生存率分析采用Kaplan-Meier寿命表达法及Log-rank检验法，分析组间生存率差异。卡方检验及精确概率法分析组间差异。
结果
1.TGF-βRⅡ表达主要位于细胞浆，PCNA表达位于细胞核中。本组胃癌原发灶TGF-βRⅡ表达阳性率为23.64%(26/110)。正常胃粘膜表达阳性，胃粘膜异型增生TGF-βRⅡ表达阳性率为95.24%(见插页第4页图5)。
图5 胃管状腺瘤、TGF-BRⅡ表达阳性（S-P染色×200）
2.TGF-βRⅡ在胃粘膜良恶性病变中表达(见表1)
表1 TGF-βRⅡ在胃粘膜良恶性病变中的表达(免疫组化)
| 病变类型 |
例数 |
TGF-βRⅡ表达 |
| 阳性例数 |
阳性率(%) |
| 正常胃粘膜 |
20 |
20 |
100 |
| 肠化生 |
10 |
10 |
100 |
| 异型增生 |
21 |
20 |
95.24 |
| 早期胃癌 |
12 |
7 |
58.33 |
| 进展期胃癌 |
98 |
19 |
19.39 |
随着胃粘膜病变由良性向恶性转变过程，TGF-βRⅡ表达阳性率呈逐渐降低趋势，统计学具有极显著性意义(χ2=28.78 P=0.000866)。
3.TGF-βRⅡ与胃癌生物学行为的关系(见表2)
表2 TGF-βRⅡ与胃癌生物学行为的关系
| 临床病理学指标 |
例数 |
TGF-βRⅡ表达 |
| 阳性例数 |
阳性率(%) |
| 浸润深度 |
|
|
|
| T1 |
7 |
5 |
83.33 |
| T2 |
12 |
3 |
25.00 |
| T3 |
53 |
11 |
20.76 |
| T4 |
38 |
7 |
18.42 |
| 淋巴结转移 |
|
|
|
| - |
28 |
12 |
42.86 |
| + |
82 |
14 |
17.07 |
| 远处转移 |
|
|
|
| M0 |
106 |
26 |
24.53 |
| M1 |
4 |
0 |
0 |
| pTNM |
|
|
|
| Ⅰ |
12 |
7 |
58.33 |
| Ⅱ |
19 |
6 |
31.58 |
| Ⅲ |
50 |
11 |
22.00 |
| Ⅳ |
29 |
2 |
6.867 |
(1)随着胃癌组织浸润胃壁深度的进展，原发灶中TGF-βRⅡ阳性表达率呈逐渐降低趋势。统计学具有显著性意义(χ2=9.69，P=0.0214)
(2)无区域淋巴结转移者TGF-βRⅡ阳性表达率显著高于伴有淋巴结转移者(Yates correctedχ2=13.86，P=0.000197)
(3)有无远处转移者TGF-βRⅡ阳性表达率两者差异，统计学上无显著性意义。(精确概率法P=0.571)。
(4)TGF-βRⅡ表达水平与胃癌pTNM分期呈密切负相关，并随着分期的进展，TGF-βRⅡ表达呈逐渐降低的趋势。(Linear trend χ2=19.55，P=0.00021)。
(5)本组胃癌TGF-βRⅡ表达与患者性别、年龄、肿瘤大小及各组织学类型无显著相关(P＞0.05)。
4.TGF-βRⅡ表达与PCNA表达的关系(见表3)。
表3 胃癌TGF-βRⅡ与PCNA两者表达的关系(免疫组化)
| PCNA |
例数 |
TGF-βRⅡ表达 |
| 阳性例数 |
阳性率(%) |
| Ⅰ |
10 |
5 |
50.0 |
| Ⅱ |
21 |
7 |
41.8 |
| Ⅲ |
17 |
4 |
19.0 |
| Ⅳ |
62 |
10 |
16.1 |
随着PCNA染色分级越高，TGF-βRⅡ表达阳性率呈逐渐降低趋势，统计学具有显著性意义(χ2=8.93，P=0.03)。
5.TGF-βRⅡ表达与胃癌患者术后预后的关系(见附图)。
附图 TGF-βRⅡ表达与胃癌患者术后累计生存率的关系(Kaplan-Meier生存曲线，Log-rank检验，P＜0.01)
TGF-βRⅡ表达按阴性、阳性分组后，经SPSS统计软件包中生存分析(Kaplan-Meier)过程，结果如下：TGF-βRⅡ表达阳性组胃癌患者术后三年、五年累计生存率分别为73.30%，54.52%；TGF-βRⅡ表达阴性组患者术后三年、五年累计生存率分别为48.60%、24.80%。经Log-rank检验P＜0.01，说明TGF-βRⅡ表达与胃癌患者术后累计生存率有相关性，即TGF-βRⅡ表达阳性组的胃癌患者术后累计生存率显著高于表达阴性组。
讨论
TGF-β受体是存在于细胞表面上的一种跨膜糖蛋白，广泛存在于正常细胞表面［1］。PCNA是真核细胞DNA聚合酶的辅助蛋白，合成于晚G1期和S期，对DNA复制起重要作用［3］。TGF-β对不同类型组织细胞发挥不同的生物学作用，如抑制或刺激细胞生长、诱导细胞分化、刺激细胞外间质成分合成或抑制免疫反应等。TGF-β对人和动物的多种类型上皮细胞及其所发生的肿瘤表现为抑制作用［4，5］。其抑癌信号通过细胞表面的受体传导。而癌细胞的生物学特性之一也正是由于受体缺失或性质改变，失去TGF-β的生长抑制反应。故TGF-β受体可被看作是一种抑癌基因［6］。
一、TGF-βRⅡ与胃癌发生的关系：
TGF-βRⅡ由三部分组成。①胞外区，与TGF-β结合的部位；②跨膜区；③胞内区，TGF-βRⅡ胞内区含有Ser/Thr激酶结构域并具有激酶活性［7］。如果TGF-βRⅡ缺失或性质改变，TGF-β的抑制增殖信号不能传入细胞内，导致Rb抗癌基因产生Rb蛋白磷酸化，失去活性，导致肿瘤细胞分裂、增殖。对胃癌、大肠癌、乳腺癌、前列腺癌等多种肿瘤组织进行TGF-βRⅡ检测，发现肿瘤组织中有不同程度缺乏功能性TGF-βRⅡ，说明TGF-βRⅡ可能在肿瘤的形成过程中起着重要的作用。
胃粘膜病变研究结果表明：正常胃粘膜TGF-βRⅡ表达阳性，癌前病变有较低的低表达率，而一旦胃粘膜发生癌变(早癌)，阳性表达率逐渐下降，至进展期胃癌表达率跌入最低谷。同时检测胃癌TGF-βRⅡ表达与胃癌组织中PCNA表达有明显相关，其强度随着PCNA染色分级的升高而降低。也即随着胃癌增殖程度增高，TGF-βRⅡ阳性表达率逐渐下降。上述这两种趋势显示：随着胃粘膜由良性向恶性转变，同时随着胃癌增殖程度增高，细胞表面逐步丧失功能性TGF-βRⅡ，从而TGF-β抑制信号不能传入细胞内，导致细胞增殖、恶变，可能在形成胃癌中发挥重要的作用。
二、TGF-βRⅡ与胃癌生物学行为的关系
Myeroff等［8］报告71%胃癌存在TGF-βRⅡ基因突变，基因突变造成产物蛋白的改变，是细胞失去对TGF-β反应的原因。本文对110例胃癌的研究结果显示：随着胃癌组织浸润胃壁深度的进展，TGF-βRⅡ表达阳性率逐渐降低，本文结果与文献报道基本相符。伴有区域淋巴结转移的胃癌原发灶癌组织TGF-βRⅡ表达阳性率显著低于淋巴结无转移者。原发灶TGF-βRⅡ表达与临床病理分期呈负相关，与患者术后预后呈正相关。与胃肿瘤部位、大小、远处转移、各组织学类型等无关。尽管TGF-βRⅡ表达与远处转移无关，统计学检验未达到显著性意义(P＞0.05)，可能与病例数不够有关，如增加病例数或许能说明此问题。结果提示：TGF-βRⅡ在胃癌浸润和淋巴结转移中发挥重要作用。
三、TGF-βRⅡ的表达在胃癌预后判断方面的价值
目前临床上常用于预测和判断胃癌预后的指标有：肿瘤大小、组织学类型、癌组织浸润深度、区域淋巴结转移、临床病理分期及机体免疫状态等等［9］。近年的研究发现，一些癌基因和抑癌基因的表达状况等亦具有预后价值［10］。
本研究在完整随访资料的基础上显示：TGF-βRⅡ的表达与胃癌的浸润深度、区域淋巴结转移及临床病理分期等呈负相关，而与胃癌患者术后预后密切正相关。TGF-βRⅡ表达阳性的胃癌患者预后较好，TGF-βRⅡ表达阳性组患者术后三年，五年累计生存率分别为73.30%、54.52%；TGF-βRⅡ表达阴性组患者术后三年、五年累计生存率分别为48.60%、24.80%。经统计学检验均具有显著性意义。
第一作者简介 官国先，男，在职博士生，主治医师。
参考文献
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6 Marshall, CJ. Tumor suppressor genes. Cell, 1991,64:313
7 虞冠华，葛锡锐，姚鑫.转化生长因子-β(TGF-β)受体及其信号传递.生命科学，1995，5：34
8 Myeroff L, Parsons R, Kim SJ, et al. A transforming growth factor-beta receptor type Ⅱ gene mutation common in colon and gastric but rare in endometrial cancers with microsatellite instability. Cancer Res, 1995,55:5545
9 汤钊猷主编.现代肿瘤学.上海：上海医科大学出版社.1993：518
10.梁建昌.胃癌预后的分子生物学因素(综述).国外医学外科学分册，1994，21：211
(收稿：1998-08-24)
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