食管癌S100A4蛋白的表达特点

孟庆春,范治伟,李 岩,马 威,裴梓峰,徐 飞

(1.鞍山市第四医院 胸外科,辽宁 鞍山 114034；2.大连大学 附属中山医院,辽宁 大连 116001；3.大连医科大学 解剖学教研室,辽宁 大连 116044)

食管癌是世界上最常见的六大恶性肿瘤之一。中国是世界上食管癌发病率和死亡率最高的国家,全世界每年新增加的30万食管癌患者中,约有一半发生在中国,因而食管癌是中国重点防治的恶性肿瘤之一。食管上皮癌变具有多阶段、进行性演进的特点,即经历了由正常黏膜→癌前病变(基底细胞过度增生,间变和原位癌)→食管癌(早期癌与浸润癌)的演变过程。食管癌在癌变多阶段演进中,发生了诸多分子层面的改变,揭示这些肿瘤相关基因的改变及其临床病理学意义。转移相关蛋白S100A4是钙结合蛋白家族S100蛋白亚家族的成员之一,其与细胞的增殖与凋亡、细胞运动与粘附、细胞外基质重建、以及血管生成等肿瘤生物学行为密切相关[1]。本研究采取组织微阵列技术和免疫组织化学ABC方法检测S100A4在不同病变食管癌组织中的表达情况,并分析其与各病理特征之间的关系,探求S100A4表达与食管癌发生的关系。

1 材料和方法

1.1 研究对象

食管癌的癌旁、癌前与癌组织均选自鞍山市肿瘤医院1999～2008年未经化放疗的诊断明确的食管癌手术切除标本。患者平均年龄(59.8±10.83)岁。鳞癌68例,腺癌15例,高分化27例,中分化40例,低分化16例,无淋巴结转移39例,有淋巴结转移44例。

1.2 研究方法

运用石蜡组织芯片技术制成组织微阵列(由大连医科大学辽宁省癌症基因组学重点实验室提供,专利号:02109826.3)。按照SP试剂盒说明书进行免疫组化染色,抗体为兔抗人S100A4多克隆抗体(Lab Vision & Neomarkers,Fremont,CA,1∶100),DAB显色,苏木精复染,中性树胶封片。阳性对照选择扁桃体组织,阴性对照为PBS代替一抗。

1.3 结果判定

S100A4免疫组织化学染色阳性反应呈现棕黄色颗粒,定位于细胞浆中。结果的判定标准是: 首先在低倍镜下(10×10)选择有代表性的区域,然后在高倍镜下(10×40)记录结果,阳性细胞<10%为阴性(-),按阳性细胞占肿瘤细胞百分比分成3个等级,10%～25%记为(+),26%～70%记为(++),>70%记为强阳性(+++)[2]。

1.4 统计学方法

实验数据采用SPSS 11.0软件包,应用Kruskal-Wallis 和Mamm Whitney的检验方法进行χ2检验,P<0.05为差异有显著性意义。

2 结 果

2.1 S100A在不同病变食管癌中的表达特点

S100A4在癌旁相对正常组织、癌前病变和食管癌组织中的表达逐渐升高(表1,图1),表达率分别为22.2%、26.3%和59.0%,食管癌组同癌旁正常组和癌前病变组相比较,分别为P=0.032和P=0.001,差异具有显著性意义；在食管癌不同组织病理分型之间,腺癌较鳞癌表达率更高，差异具有显著性意义(P=0.015)。

2.2 S100A4的表达与食管癌患者各病理指标的关系

S100A4表达的阳性率在男性为54.3%,女性为84.6%,二者差异有显著性意义 (P<0.05)。但该蛋白的表达在年龄、分化程度和病变大小的比较中差异无显著性意义(P>0.05)。本研究所观察的83例食管癌中,39例未见淋巴结转移(LN-),S100A4蛋白表达者18例,阳性率为46.2%；44例有淋巴结转移(LN+)的样本中,31例S100A4表达阳性(70.5%),淋巴结转移组S100A4表达率与无淋巴结转移组比较差异具有显著性意义(P<0.05)。S100A4的表达上调在T3,4 (65.5%)中明显高于T1,2 (44.0%),但两者差异无显著性意义 (P>0.05)。S100A4表达的阳性率在Ⅲ～Ⅳ期(70%)食管癌中明显高于Ⅰ～Ⅱ期(48.8%),两者差异无显著性意义(P>0.05)，见表2。

3 讨 论

食管癌的发生多见于发展中国家的贫困地区。食管鳞癌发病率高的地区表现为社会经济状况低下、自然条件艰苦,人民的营养状况不良、膳食结构单一、医疗卫生条件较差。食管癌发生形成明显的高低发区,长期以来,中国一直是食管癌高发的国家之一,如河南林县、磁县、盐亭县等地。吸烟、饮酒、烫食、腌制食品等生活方式均与食管癌的发生有一定的相关关系。食管癌预后极差,术后5年生存率仅为10%～15%左右[3,4]。近年来,食管癌的发生呈现明显升高的趋势,但其发病机制仍不明确,本研究旨在从分子水平揭示食管癌发生发展、侵袭的机制,为临床筛选分子诊断与基因治疗的指标提供分子病理学基础。

表1 不同病变食管癌组织中S100A4的表达Tab 1 S100A4 expression in different pathological changes of esophageal carcinoma (n)

1)与食管癌组相比P<0.05; 2)与腺癌组相比P<0.05

表2 S100A4的表达与临床病理特征的关系Tab 2 The relationship between S100A4 expression and clinical pathological characteristics

1)P<0.05

转移相关蛋白S100A4与多种恶性肿瘤的生物学行为密切相关,该基因异常高表达与癌症的发生与进展有关,并导致患者预后不良。有文献报道,S100A4促进肿瘤进展的机制可能包括调节细胞的增殖与凋亡抑制、增强细胞的运动与减少粘附、促进细胞外基质重建、以及加速血管生成等。现有大量研究结果均证实,S100A4在多种肿瘤乃至炎症纤维性疾病[5]如风湿性关节炎、心肌炎、肺动脉高压中呈现异常高表达,且与患者的不良预后密切相关。本研究以高通量组织芯片为载体,探讨S100A4在食管癌中表达特点、分布模式及其与肿瘤转移的关系,为食管癌早期诊断候选指标的筛选提供必要的基础实验依据。

图1 S100A在不同病变食管癌组织中免疫组织化学染色 ×200癌旁上皮(A)；癌前病变(B)；高、中、低分化食管鳞癌(C,D,E)；贲门腺癌(F)Fig 1 Immunohistochemistry stain of S100A4 in different pathological changes of esophageal carcinoma ×200Peri-cancerous epithelium (A)；precancerosis (B)；well,moderately,poorly differentiated esophageal squamous carcinoma (C,D,E)；cardiac adenocarcinoma (F)

本研究的结果显示,从癌旁的相对正常组织、癌前食管粘膜损伤到食管癌组织,S100A4蛋白的阳性染色率呈现逐渐升高的趋势,即随着食管癌病变从正常到癌的演进过程中,S100A4的表达显著增加。这提示S100A4在食管癌演进过程中,扮演着重要的角色。S100A4的表达与肿瘤病理分期之间存在一定的正相关关系,这与前人的结果一致,即S100A4与肿瘤细胞的侵袭能力正相关。本研究中食管鳞癌S100A4的表达率较以往文献胃癌、胰腺癌、乳腺癌报道略低[6],而该蛋白在食管腺癌中的表达显著高于鳞癌。S100A4作为比较公认的肿瘤转移的标志因子,其高表达与肿瘤细胞的高侵袭、高转移与不良的预后密切相关[7,8]。本研究的结果从另一侧面也揭示了腺癌在食管癌中的恶性度更高的分子基础。

[2] Li Y,Zhang KL,Sun Y，et al.Frequent S100A4 Expression with Unique Splicing Pattern in Gastric Cancers: A Hypomethylation Event Paralleled with E-cadherin Reduction and Wnt Activation[J].Transl Oncol,2008,4: 165-176.

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[5] Huang Y,Fernandez SV,Goodwin S,et al.Epithelial to mesenchymal transition in human breast epithelial cells transformed by 17beta-estradiol[J].Cancer Res,2007,67:11147-11157.

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