结直肠癌中CD105、环氧化酶和血管内皮生长因子的表达及与血管生成的关系

刘斌 刘丽霞 臧爱民 宋子正 张猛 杨阳 马涛 郝艳峰

·论著·

结直肠癌中CD105、环氧化酶和血管内皮生长因子的表达及与血管生成的关系

刘斌 刘丽霞 臧爱民 宋子正 张猛 杨阳 马涛 郝艳峰

目的研究结直肠癌中CD105、环氧化酶-2(COX-2)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平，并观察其与血管生成的关系，为临床诊疗提供依据。方法选取2016年4月到2017年5月收治的结直肠癌患者89例，应用免疫组化SP法检测患者癌组织CD105表达微血管密度(MVD)，并观察癌组织和癌旁组织COX-2和VEGF表达，应用Spearman相关性分析MVD、COX-2和VEGF之间关系。结果癌组织CD105表达MVD表达值为(38.41±7.08)个；癌组织COX-2和VEGF阳性率显著高于癌旁组织，差异有统计学意义(Plt;0.05)；COX-2和VEGF表达阳性的癌组织MVD值显著高于COX-2和VEGF表达阴性的癌组织MVD值，差异有统计学意义(Plt;0.05)；Spearman相关性分析显示：MVD与COX-2和VEGF呈正相关关系(Plt;0.05)，COX-2与VEGF呈正相关关系(Plt;0.05)。结论CD105是结直肠癌新生血管的特异性标志物，COX-2和VEGF均与新血管生成存在较大关系。

直肠癌；CD105；环氧化酶-2；血管内皮生长因子；血管

结直肠癌是临床上常见的恶性消化道肿瘤，对患者具有较大威胁。近年来，结直肠癌的发病率呈上升趋势，且趋于年轻化，肿瘤转移是影响患者预后的重要原因[1]。新生血管在肿瘤生长和转移中具有重要作用。CD105是现阶段新发现的新生血管特异性标志物，正常组织血管中无表达[2]。环氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)是花生四烯酸转变成前列腺素的主要限速酶，已证实会在多种组织中过度表达，与肿瘤发生和发展存在较大关系，也和血管形成存在关系[3]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)则是血管形成的重要因子。而CD105、COX-2及VEGF在结直肠癌中表达情况研究尚少[4]。本研究旨在分析结直肠癌中CD105、COX-2和VEGF的表达水平，并观察其与血管生成的关系，为临床诊疗提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年4月到2017年5月河北大学附属医院收治的结直肠癌患者89例。纳入标准：所有患者经病理确诊为直肠癌，术前均未接受任何治疗，均自愿接受手术治疗。排除标准：合并其他部位肿瘤者；免疫系统疾病者；严重心、肝、肾疾病者。89例中，男47例，女42例；年龄28～85岁，平均年龄(58.3±3.6)岁。研究经我院医学伦理委员会批准，所有患者及家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 方法 患者均行手术治疗，术中取肿瘤组织和癌旁正常组织，将其放置于10%的中性甲醛中固定，以常规石蜡包埋，然后以5 μm的厚度进行连续切片。应用免疫组化SP法检测癌组织中CD105表达微血管密度(Microvessel density，MVD)，并检测癌组织和癌旁组织COX-2和VEGF表达水平。检测所有试剂均由上海生物技术有限公司提供，均按照操作说明进行操作。

1.3 结果判断 CD105阳性判断：血管内皮细胞棕黄色为阳性。MVD计数根据Weindner评价标准进行评价，凡是棕黄色的单个内皮细胞或者是内皮细胞簇均表示1个血管，肌层比较厚或管腔gt;8个红细胞直径血管则不被计数[5]。每个切片取3个视野，然后取平均值记为MVD值。COX-2及VEGF阳性判断：10%以上的细胞呈棕黄色表示阳性[6]。见图1～6。

图1 CD105在结直肠癌组织的表达(IHC×200)图2 CD105在结直肠癌组织的表达(IHC×200)

图3 VEGF在结直肠癌组织的表达(IHC×200)图4 VEGF在结直肠癌组织的表达(IHC×200)

2 结果

2.1 CD105、COX-2和VEGF表达情况 癌组织CD105表达MVD表达值为(38.41±7.08)个；癌组织的表达(IHC×200)COX-2和VEGF阳性率分别为73.03%(65/89)、70.79%(63/89)显著高于癌旁组织的14.61%(13/89)、13.48%(12/89)，2组比较差异均有统计学意义(Plt;0.05)。见表1、图7。

图5 COX-2在结直肠癌组织的表达(IHC×200)图6 COX-2在结直肠癌组织

表1 CD105、COX-2和VEGF表达情况 n=89

图7 CD105、COX-2和VEGF表达情况

2.2 不同COX-2、VEGF表达的MVD值比较 COX-2和VEGF表达阳性的癌组织MVD值分别为(52.43±0.31)个、(47.31±1.58)个显著高于COX-2和VEGF表达阴性的(29.51±0.25)个、(28.19±0.63)个，比较差异有统计学意义(Plt;0.05)。见表2、图8。

表2 不同COX-2、VEGF表达的MVD值比较

2.3 相关性分析 Spearman相关性分析显示：MVD与COX-2和VEGF呈正相关关系(r=0.732,0.698，Plt;0.05)，COX-2与VEGF呈正相关关系(r=0.834，Plt;0.05)。见表3～5。

3 讨论

肿瘤血管生成理论是20世纪70年代被Folkman首次提出，该理论认为肿瘤若无新生血管则只能长到1～2 mm，不会出现转移，若新生血管生成后则肿瘤增殖迅速，转移机会也会增加。现代学者公认，血管生成是肿瘤增殖和转移的重要条件[7]。目前MVD可以作为很多人类恶性肿瘤生物学行为(包括淋巴结转移和远处转移)一项重要的检测指标。特别是肿瘤血管形成的评价指标。目前我们多应用CD31、CD34等标记肿瘤血管形成情况。CD105是转化生长因子受体的复合物成分，主要功能与血管生成有关。CD105是血管内皮的标志物，与其他标记物不同，CD105仅仅存在于增殖情况肿瘤血管内皮上，但是在正常血管组织中不表达[8]。有研究显示，CD105检测肿瘤新生血管情况的特异性显著高于CD34或CD31[9]。因此，本研究应用CD105标记MVD，观察结直肠癌中CD105标记MVD情况，研究显示，癌组织CD105表达MVD表达值为(38.41±7.08)个，说明结直肠癌组织中存在较多的新生血管。新生血管给结直肠癌组织输送营养物质和氧气，释放一些能促肿瘤细胞增殖的生长因子来促进其生长。同时，新生血管也能供给结直肠癌组织大量的分支血管来促进肿瘤转移的发生[10]。

图8 不同COX-2、VEGF表达的MVD值比较

表3 MVD与COX-2呈正相关 例

表4 MVD与VEGF呈正相关 例

表5 COX-2与VEGF呈正相关 例

COX-2是花生四烯酸合成前列腺素的重要酶，多数正常组织中不表达，但是生长因子、细胞因子及癌基因等各种因素作用下会明显表达，促进肿瘤血管和淋巴管的生成，故其在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用[11]。已有研究表明，COX-2蛋白与恶性肿瘤的增殖、分化、转移及凋亡过程密切相关[12]。最新的研究发现，COX-2有可能成为判断恶性肿瘤预后的指标和靶向治疗的靶点[13]。VEGF是血管生成的重要因子，是糖基分泌性多肽因子，是一种特异性较高的血管内皮分裂素，该因子可以使血管内皮增殖分裂，血管重建、增加血管的通透性[14]。本研究显示，结直肠癌组织中COX-2、VEGF表达显著高于癌旁组织，说明结直肠癌中存在COX-2、VEGF表达增高，推测COX-2、VEGF与新生血管存在一定关系，因此，研究根据COX-2、VEGF表达是否阳性来观察CD105表达MVD的表达值，研究显示，COX-2、VEGF表达阳性的MVD值显著高于COX-2、VEGF表达阴性者，说明COX-2、VEGF这两种因子确实与MVD的生成有关，分析其原因为[15]：VEGF可以促进血管内皮增殖分裂，使血管重建，增加结直肠癌组织中MVD水平，而COX-2参与MVD形成的作用机制可能为：(1)COX-2可以促进前列腺素的合成，且通过前列腺素受体或通过核受体来进入细胞核内，使血管生长因子表达增加，进而促进血管生成；(2)可以催化花生四烯酸形成血栓素，使血管内皮细胞移位，诱导血管内皮生成；(3)还可以激活丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，进而抑制血管内皮细胞的凋亡，有利于肿瘤细胞的浸润和转移。相关性分析显示：MVD与COX-2和VEGF呈正相关关系，COX-2与VEGF呈正相关关系，说明COX-2和VEGF的确可以诱导MVD产生，对结直肠癌发生和发展存在较大关系，且COX-2和VEGF呈正相关关系，说明COX-2也可能增加VEGF表达来刺激MVD产生。

综上所述，结直肠癌组织中CD105、COX-2和VEGF的表达会明显增高，其中CD105是新生血管的重要标志物，COX-2和VEGF对血管生成具有促进作用，且COX-2还可以刺激VEGF表达来增加血管生成。故CD105、COX-2和VEGF都是潜在的新型肿瘤标志物，CD105、COX-2和VEGF可作为结直肠癌发生、发展及浸润的参考指标。通过对CD105、COX-2和VEGF的抑制从而抑制肿瘤新生血管及淋巴管的生成，有可能成为结直肠癌肿瘤治疗的新靶点。

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ExpressionofCD105,cyclooxygenaseandvascularendothelialgrowthfactorincolorectalcanceranditsrelationshipwithangiogenesis

LIUBin*,LIULixia,ZANGAimin*,etal.

*DepartmentofOncology,AffiliatedHospitalofHebeiUniversity,Hebei,Baoding071000,China

ObjectiveTo investigate the expressions of CD105, cyclooxygenase-2(COX-2)and vascular endothelial growth factor (VEGF) in colorectal cancer, and to analyze the correlation between their expressions and angiogenesis of tumor in order to provide basis for clinical diagnosis and treatment.MethodsEighty-nine patients with colorectal cancer who were admitted and treated in our hospital from April 2016 to May 2017 were enrolled in the study. The expression levels of CD105 of microvessel density (MVD) were detected by immunohistochemistry (SP),and the expression levels of COX-2 and VEGF in cancer tissues and tumor adjacent tissues were observed, moreover, the correlation among VEGF, COX-2 and MVD was analyzed by using Spearman correlation analysis.ResultsThe expression value of CD105 MVD in cancer tissues was (38.41±7.08),and the positive rates of COX-2 and VEGF in cancer tissues were significantly higher than those in tumor adjacent tissues (Plt;0.05). The MVD value in cancer tissues expressing positively COX-2 and VEGF was significantly higher than that of cancer tissues expressing negatively COX-2 and VEGF (Plt;0.05).The Spearman correlation analysis showed that MVD was positively correlated with COX-2 and VEGF (Plt;0.05), moreover, COX-2 was positively correlated to VEGF (Plt;0.05).ConclusionThe CD105 is a specific marker of angiogenesis of colorectal cancer,moreover, COX-2 and VEGF are closely correlated with neoangiogenisis of tumor.

rectal cancer; CD105; cyclooxygenase-2; vascular endothelial growth factor; blood vessel

10.3969/j.issn.1002-7386.2017.24.005

项目来源：保定市科学技术研究与发展指导计划(编号：16ZF040)

071000 河北省保定市，河北省放化疗机制与规程研究重点实验室 河北大学附属医院肿瘤内科(刘斌、臧爱民、宋子正、杨阳)，功能科(刘丽霞)，肝胆外科(张猛)；河北省保定市第一中心医院肿瘤外科(马涛)，妇科(郝艳峰)

刘丽霞，071000 河北省保定市，河北大学附属医院肿瘤内科；E-mail：759053690@qq.com

R 735.3

A

1002-7386(2017)24-3701-04

2017-07-05)