GDF-15在子宫内膜样腺癌中的表达及意义
2014-07-05吴共发
黎 晔 吴共发 陈 勍
(增城市人民医院;1中山大学附属博济医院妇科,2病理科,广东 511300;3中山大学孙逸仙纪念医院妇科,广州 510120)
子宫内膜样腺癌是妇科常见的恶性肿瘤,严重危害着女性的健康,其发病原因及机制至今尚未阐明。GDF-15又称巨噬细胞抑制因子-1(macrophage inhibitory cytokine-1,MIC-1),是人转化生长因子β(transforming group factor-β,TGF-β)超家族的一个重要成员。近年来大量研究表达血清GDF-15水平在多种肿瘤患者中显著增高,并与部分肿瘤患者的预后和生存期密切相关,显示出GDF-15具有作为肿瘤标志物的重要潜能[1-3]。在多种上皮源性的肿瘤组织中,GDF-15过度表达与肿瘤的发生发展密切相关,功能研究发现其可以通过多种信号通路发挥促进和抑制瘤的双重作用[4-6]。GDF-15在子宫内膜癌患者血清中明显升高,可以作为子宫内膜癌的血清标志物,且其高表达与淋巴结转移和差的预后相关[7]。但GDF-15蛋白在子宫内膜样腺癌组织中的表达及与子宫内膜样腺癌患者临床病理特征的关系未见报道。本文采用免疫组织化学SP法检测GDF-15在子宫内膜样腺癌组织及正常子宫内膜组织的表达情况,探讨GDF-15在子宫内膜样腺癌中的临床意义。
材料和方法
1.标本来源
收集增城市人民医院病理科2008年1月1日至2012年12月30日存档的21例子宫内膜样腺癌患者和购自上海芯超生物科技有限公司的31例子宫内膜样腺癌组织芯片(阵列编号OD-CT-RpUtr03-002),共计子宫内膜样腺癌52例,患者年龄36-77岁,平均53.7±13.4岁,未绝经32例,已绝经20例;手术-病理分期统一采用国际妇产科联盟(FIGO)2009年修订的标准进行重新评估,其中I期24例,Ⅱ期17例、Ⅲ期11例;浸润深度<1/2肌层组32例,≥1/2肌层组20例;病理分级GI组10例,G2组28例,G3组14例;无淋巴结转移者33例,转移者19例。另外选取30例相对正常子宫内膜组织作为对照组,其中增生期子宫内膜22例,分泌期子宫内膜8例,患者年龄27-79岁,平均49.9±15.4岁,两组患者年龄差异不具有统计学意义(P>0.05)。所有病例均经有经验的临床和病理医师确诊,选择的研究对象在诊刮或手术之前均无激素替代治疗及放化疗病史。
2.组织芯片制作及免疫组织化学检测
本院存档的21例子宫内膜样腺癌和30例相对正常子宫内膜组织标本的组织芯片制作方法参照文献进行[8],SP法检测试剂盒和DAB显色试剂盒(购自北京中杉金桥生物技术有限公司);GDF-15兔抗人多克隆抗体(购自北京博奥森生物科技有限公司)。免疫组织化学方法按试剂盒说明书操作,GDF-15抗体的工作浓度为1:50,0.01mol/L柠檬酸盐缓冲液抗原修复,SP法检测试剂盒,DAB显色,苏木精复染,中性树胶封固。已知阳性片的切片作阳性对照,PBS取代一抗作阴性对照。
3.结果判断
GDF-15染色阳性为细胞质呈现棕黄色至棕褐色,400倍镜下随机选取10个视野观察细胞阳性情况,阳性判断标准如下:首先将染色强度打分:0分为无色,1分为淡黄色,2分为棕黄色,3分为棕褐色,再将阳性细胞所占的百分比打分: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乘积>3分为免疫反应阳性[9]。
4.统计学方法
应用SPSS 13.0统计软件,GDF-15表达情况与子宫内膜样腺癌临床病理特征的关系采用Pearson卡方检验分析,双变量相关分析采用Spearman相关分析,P<0.05为差异具有统计学意义。
结 果
1.组织芯片制作效果
根据HE镜下形态确定癌所在位置,定位后取其制成组织芯片,制作完成后的芯片阵列整齐,每个芯片大小一致,经HE染色验证每个芯片均取点正确,能代表所在组织(图1)。
2.GDF-15在子宫内膜样腺癌组织中的表达
GDF-15阳性表达主要位于细胞的胞质中,呈淡黄色至棕褐色颗粒样物质(图2)。正常子宫内膜中GDF-15大部分病例呈阴性表达,30例正常子宫内膜组织中仅2例呈阳性表达,阳性表达率是6.7%,在52例子宫内膜样腺癌中有36例呈阳性表达,阳性表达率是69.2%(36/52),经统计学处理正常子宫内膜和内膜样腺癌的GDF-15阳性表达率差异具有统计学意义(χ2=29.947,P=0.000)。
3.GDF-15与临床病理参数的关系
子宫内膜样腺癌组织GDF-15阳性表达率在癌组织浸润深度达≥1/2肌层组为90.0%(18/20),明显高于浸润深度<1/2肌层组的阳性表达率56.3%(18/32,χ2=6.581,P=0.010);在FIGO分期Ⅲ以上癌组织中GDF-15阳性表达率为100%(11/11),显著高于在Ⅰ-Ⅱ期癌组织中阳性表达率61.0%(25/41,χ2=6.201,P=0.013);GDF-15在出现淋巴结转移的阳性表达率为89.5%(17/19),显著高于无淋巴结转移的阳性表达率57.6%(19/33,χ2=5.759,P=0.016);年龄、月经状态、肿瘤最大直径、病理学分级均与 GDF-15表达无关(分别 χ2=0.022,P=0.882;χ2=1.300,P=0.254;χ2=1.781,P=0.410;χ2=2.373,P=0.305,表1)。
图1 组织芯片外观及HE染色验证A:组织芯片外观;B:经过HE染色后的组织芯片Fig.1 The appearanc of tissue microarray and validation by HE stainingA:The appearanc of tissue microarray;B:The tissue microarray was verified by HE staining
表1 子宫内膜样腺癌GDF-15的表达与临床病理特征的关系Table1 Relationship of GDF-15expression with clinical pathological charateristics in endometrioid adenocarcinoma
图2 免疫组化检测GDF-15在子宫正常内膜和内膜样腺癌组织芯片中的表达情况。SP两步法×200A:GDF-15在绝大部分正常子宫内膜呈阴性表达;B:GDF-15在高分化子宫内膜样腺癌表达;C:GDF-15在中分化子宫内膜样腺癌表达;D:GDF-15在低分化子宫内膜样腺癌表达。Fig.2 The expression of GDF-15in endometrioid adenocarcinoma and normal endometrium tissue array by immunohistochemistry.SP method×200A:The expression of GDF-15in most cases with normal endometrium was negative;B:The expression of GDF-15in Well-differentiated endometrial adenocarcinoma;C:The expression of GDF-15in moderately differentiated endometrial adenocarcinoma;D:The expression of GDF-15in poorly differentiated endometrial adenocarcinoma.
讨 论
子宫内膜癌又称子宫体癌,是由子宫内膜腺体上皮发生的恶性肿瘤,为女性生殖道常见的三大恶性肿瘤之一,近年来其发病率呈直线上升趋势。在我国,子宫内膜癌的发病率目前仅次于子宫颈癌,居女性生殖系统癌症的第二位[10],且有逐年上升趋势,严重危害女性健康。在子宫内膜癌的病理类型中,子宫内膜样腺癌发生率最高,占80%-90%,并且其在子宫内膜癌中具有较好的预后[11-12]。子宫内膜样腺癌作为一种病因尚不明确的疾病,目前怀疑其发生可能与长期持续的雌激素刺激以及肥胖、高血压、糖尿病、不孕不育或绝经延迟等特殊体质相关,但迄今相关的研究依旧不能很好的解释子宫内膜样腺癌的发病过程。根据文献检索,人子宫内膜样腺癌GDF-15蛋白表达的相关研究未见报道,因此我们进行了本项研究,以期提高该病的临床诊断率,正确评估预后及寻找新的治疗靶点。GDF-15作为一种细胞因子作用于细胞表面的TGF-β受体,广泛参与细胞凋亡、分化、增殖和机体炎症反应的信号传递,并在抑制肿瘤细胞增长、诱导凋亡、维持胎盘功能和胚胎发育、调节和保护中枢神经等方面具有重要作用[13]。在正常生理情况下,GDF-15在胎盘组织中高表达,在前列腺、结肠、肾、脑、肝和胰腺等组织呈极低表达[14]。病理状态下如急性损伤、炎症和肿瘤,GDF-15表达可显著提高[15]。大量研究显示,GDF-15在调节肿瘤细胞增殖、分化、凋亡、侵袭和转移中起着双重作用,而究竟是促进还是抑制则取决于肿瘤的病理类型、分类以及肿瘤细胞所处的微环境等[16-17]。在多种实体肿瘤的组织和血清中,包括前列腺癌[18-19]、结直 肠癌[20-21]、胃癌[22-23]、卵巢癌[24-25]、胰 腺 癌[26-28]、黑 素 瘤[29-30]、乳 腺 癌[3]、食 管癌[31-32]和 口 腔 鳞 癌[33-34],这 些 众 多 的 研 究 表 明GDF-15有望成为新的肿瘤标志物和治疗靶点。有文献报道GDF-15在子宫内膜癌患者血清中明显升高,可以作为子宫内膜癌的血清标志物,且其高表达与淋巴结转移和差的预后相关[7],但GDF-15蛋白在子宫内膜样腺癌组织中的表达及与子宫内膜样腺癌患者临床病理特征的关系未见报道。
本文采用免疫组织化学SP法检测GDF-15在子宫内膜样腺癌组织及正常子宫内膜组织的表达,结果显示GDF-15在子宫内膜样腺癌和正常子宫内膜组织中的阳性表达率差异具有统计学意义,子宫内膜样腺癌中的阳性表达率明显高于正常子宫内膜组织,说明GDF-15在子宫内膜样腺癌中表达比正常子宫内膜组织明显增多。本研究还统计分析了GDF-15与临床病理参数的关系,发现GDF-15阳性表达在浸润深度≥1/2肌层组高于<1/2肌层组,在FIGO分期Ⅲ以上组高于Ⅰ-Ⅱ期组,在淋巴结转移组高于无淋巴结转移组,而年龄、月经状态、肿瘤最大直径、病理学分级均与GDF-15表达无关。本研究结果说明GDF-15与子宫内膜样腺癌的癌细胞肌层浸润深度、临床分期和淋巴结的转移密切相关,癌细胞的肌层浸润越深以及临床分期的增高和淋巴结的转移均是恶性进展的指征,表明肿瘤细胞具有更强侵袭和转移能力,由此提示GDF-15与子宫内膜样腺癌的生物学行为关系密切,检测其表达对子宫内膜样腺癌患者的发展及预后的判断有重要参考价值。并有可能为子宫内膜样腺癌的靶向治疗提供一个新的候选靶点。
[1]Brown DA,Hance KW,Rogers CJ,et al.Serum macrophage inhibitory cytokine-1 (MIC-1/GDF15):apotential screening tool for the prevention of colon cancer?Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2012,21(2):337-346.
[2]Staff AC,Bock AJ,Becker C,et al.Growth differentiation factor-15as a prognostic biomarker in ovarian cancer.Gynecol Oncol,2010,118(3):237-243
[3]Welsh JB,Sapinoso LM,Kern SG,et al.Large-scale delineation of secreted protein biomarkers overexpressed in cancer tissue and serum.Proc Natl Acad Sci U S A,2003,100(6):3410-3415
[4]Griner SE,Joshi JP,Nahta R,et al.Growth differentiation factor 15stimulates rapamycin-sensitive ovarian cancer cell growth and invasion.Biochem Pharmacol,2013,85(1):46-58
[5]Shimizu S,Kadowaki M,Yoshioka H,et al.Proteasome inhibitor MG132induces NAG-1/GDF15expression through the p38MAPK pathway in glioblastoma cells.Biochem Biophys Res Commun,2013,430(4):1277-1282
[6]Park YJ,Lee H,Lee JH.Macrophage inhibitory cytokine-1transactivates ErbB family receptors via the activation of Src in SK-BR-3human breast cancer cells.BMB Rep,2010,43(2):91-96
[7]Staff AC,Trovik J,Eriksson AG,et al.Elevated plasma growth differentiation factor-15correlates with lymph node metastases and poor survival inendometrial cancer.Clin Cancer Res,2011,17(14):4825-4833
[8]漆楚波,朱润庆,夏和顺等.组织芯片建议制作方法及免疫组化的有效性分析.肿瘤防治研究,2007,34(8):629-632
[9]许良中,杨文涛.免疫组织化学反应果的判断标准.中国癌症杂志,1996,6(4):229-231
[9]Parkin DM,Bray F,Ferlay J,et al.Estimating the world cancer burden:Globocan 2000.Int J Cancer,2001,94(2):153-156
[10]易晓芳,郑文新.子宫内膜癌的分型及其临床意义.中国实用妇科与产科杂志,2008,1(24):15-19
[11]Lee CM,Szabo A,Shrieve DC,et al.Descriptive nomograms of adjuvant radiotherapy use and patterns of care analysis for stage I and II endometrial adenocarcinoma:a surveillance,epidemiology,and end results population study.Cancer,2007,110(9):2092-2100
[12]Creasman WT,Odicino F,Maisonneuve P,et al.Carcinoma of the corpus uteri.FIGO 26th Annual Report on the Results of Treatment in Gynecological Cancer.Int J Gynaecol Obstet,2006,95(Suppl 1):S105-S143
[13]Lee DH,Yang Y,Lee SJ,et al.Macrophage inhibitory cytokine-1induces the invasiveness of gastric cancer cells by up-regulating the urokinase-type plasminogen activator system.Cancer Res,2003,63(15):4648-4655
[14]Lawton LN,Bonaldo MF,Jelenc PC,et al.Identification of a novel member of the TGF-beta superfamily highly expressed in human placenta.Gene,1997,203(1):17-26
[15]Bauskin AR,Brown DA,Kuffner T,et al.Role of macrophage inhibitory cytokine-1in tumorigenesis and diagnosis of cancer.Cancer Res,2006,66(10):4983-4986
[16]Mimeault M,Batra SK.Divergent molecular mechanisms underlying the pleiotropic functions of macrophage inhibitory cytokine-1in cancer.J Cell Physiol,2010,224(3):626-635
[17]Vaňhara P,Hampl A,Kozubík A,et al.Growth/differentiation factor-15:prostate cancer suppressor or promoter?Prostate Cancer Prostatic Dis,2012,15(4):320-328
[18]Brown DA,Lindmark F,Stattin P,et al.Macrophage inhibitory cytokine 1:a new prognostic marker in prostate cancer.Clin Cancer Res,2009,15(21):6658-6664
[19]Selander KS,Brown DA,Sequeiros GB,et al.Serum macrophage inhibitory cytokine-1concentrations correlate with the presence of prostate cancer bone metastases.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2007,16(3):532-537
[20]Brown DA,Ward RL,Buckhaults P,et al.MIC-1serum level and genotype:associations with progress and prognosis of colorectal carcinoma.Clin Cancer Res,2003,9(7):2642-2650
[21]Xue H,LüB,Zhang J,et al.Identification of serum biomarkers for colorectal cancer metastasis using a differential secretome approach.J Proteome Res,2010,9(1):545-555
[22]Badreddine R,Wang KK.Biomarkers in gastrointestinal cancers.Am J Gastroenterol,2008,103(8):2106-2110
[23]Baek KE,Yoon SR,Kim JT,et al.Upregulation and secretion of macrophage inhibitory cytokine-1(MIC-1)in gastric cancers.Clin Chim Acta,2009,401(1-2):128-133
[24]Staff AC,Bock AJ,Becker C,et al.Growth differentiation factor-15as a prognostic biomarker in ovarian cancer.Gynecol Oncol,2010,118(3):237-243
[25]Bock AJ,Stavnes HT,Kempf T,et al.Expression and clinical role of growth differentiation factor-15in ovarian carcinoma effusions.Int J Gynecol Cancer,2010,20(9):1448-1455
[26]Koopmann J,Buckhaults P,Brown DA,et al.Serum macrophage inhibitory cytokine 1as a marker of pancreatic and other periampullary cancers.Clin Cancer Res,2004,10(7):2386-2392
[27]Koopmann J,Rosenzweig CN,Zhang Z,et al.Serum markers in patients with resecTablepancreatic adenocarcinoma:macrophage inhibitory cytokine 1versus CA19-9.Clin Cancer Res,2006,12(2):442-446
[28]Liang JJ,Kimchi ET,Staveley-O'Carroll KF,et al.Diagnostic and prognostic biomarkers in pancreatic carcinoma.Int J Clin Exp Pathol,2009,2(1):1-10
[29]Huh SJ,Chung CY,Sharma A,et al.Macrophage inhibitory cytokine-1regulates melanoma vascular development.Am J Pathol,2010,176(6):2948-2957
[30]de Wit NJ,Rijntjes J,Diepstra JH,et al.Analysis of differential gene expression in human melanocytic tumour lesions by custom made oligonucleotide arrays.Br J Cancer,2005,92(12):2249-2261
[31]付超,王小兵,田海梅等.食管癌患者血清中巨噬细胞抑制因子-1水平检测的意义.癌症进展,2011,9(4):389-392
[32]贺飞,刘宇琼,李惠翔.MIC-1和uPA在食管鳞癌中蛋白表达的相关性及临床病理意义.世界华人消化杂志,2010,18(26):2762-2767
[33]Zhang L,Yang X,Pan HY,et al.Expression of growth differentiation factor 15is positively correlated with histopathological malignant grade and in vitro cell proliferation in oral squamous cell carcinoma.Oral Oncol,2009,45(7):627-632
[34]Schiegnitz E,Kämmerer PW,Koch FP,et al.GDF 15 as an anti-apoptotic,diagnostic and prognostic marker in oral squamous cell carcinoma.Oral Oncol,2012,48(7):608-614