MMP9、TIMP1、CCL21在结直肠癌患者血清中的表达水平及与预后的关系

张观朝，徐兵，陈智年

新乡市中心医院普外科，河南新乡453000

近年来，结直肠癌（colorectal cancer，CRC）的发病率呈不断上升趋势，其病死率仅次于肺癌、肝癌、胃癌，已成为严重威胁全球人类健康的多基因参与的疾病之一[1]。该病起病隐匿，80%的患者确诊时已进展至中晚期，术后复发率和转移率较高，预后较差，因此寻找更敏感、高效的筛查和预后评估指标是目前研究的热点[2]。有研究指出，基质金属蛋白酶 9（matrix metalloprotein 9，MMP9）、基质金属蛋白酶组织抑制因子1（tissue inhibitor of metalloproteinase 1，TIMP1）和趋化因子 21（chemokine 21，CCL21）在肿瘤的侵袭和转移中发挥关键作用[3-4]。本研究旨在探讨CRC患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21表达水平及与预后的关系，以期为该病的筛查和预后评估提供更多依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2012年6月至2014年6月于新乡市中心医院诊治的CRC患者的临床资料。纳入标准：①符合美国国家综合癌症网络（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南[5]中 CRC的诊断标准；②经结肠镜、活组织检查确诊为原发性CRC；③经术后病理证实为CRC；④临床资料和病理资料完整；⑤接受手术治疗。排除标准：①既往有CRC病史；②合并心脏病或心力衰竭；③合并肝、肾、肺等重要脏器疾病；④合并肠外肿瘤或其他恶性肿瘤；⑤接受过激素、抗肿瘤或放化疗治疗；⑥妊娠期或哺乳期妇女；⑦未接受手术治疗或具有化疗禁忌证。根据纳入和排除标准，本研究共纳入106例CRC患者。106例CRC患者中，结肠癌70例，直肠癌36例；男44例，女62例；年龄26～73岁，平均（57.02±6.35）岁；有淋巴结转移46例，无淋巴结转移60例；分化程度：高分化31例，中分化48例，低分化27例；Duke’s分期：A期28例，B期32例，C期26例，D期20例。

1.2 治疗及检测方法

所有患者均接受手术治疗，术后给予改良奥沙利铂+氟尿嘧啶+亚叶酸钙（FOLFOX4）方案化疗，采集患者术前、术后1周及6次化疗后的外周静脉血，离心取上清。采用酶联免疫吸附法，检测术前、术后1周及6次化疗后患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平，严格按照试剂盒说明书操作。试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司，KHBST-360酶标仪购自上海科华生物工程股份有限公司。

1.3 观察指标

记录患者的Duke’s分期和分化程度。分析术前、术后1周及6次化疗后患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平。所有患者均定期复查，术后定期随访，均随访3年，随访截止时间为2017年12月。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验；采用Spearman法进行相关性分析，采用Cox比例风险回归模型进行多因素分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血清MMP 9、TIMP 1及CCL21水平的比较

术后1周及6次化疗后CRC患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平均低于术前，差异均有统计学意义（P＜0.05）；术后1周和6次化疗后CRC患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。（表1）

表1 106例CRC患者术前、术后 1周及 6次化疗后血清MMP 9、TIMP 1及CCL21水平的比较（± s）

表1 106例CRC患者术前、术后 1周及 6次化疗后血清MMP 9、TIMP 1及CCL21水平的比较（± s）

注：*与术前比较，P＜0.05

时间术前术后1周6次化疗后5 1 4.1 3±1 1 0.9 5 3 6 3.8 9±8 7.6 3*3 4 7.6 1±7 9.2 4*4 0 5.8 2±9 9.3 4 2 9 3.5 6±8 7.8 5*2 8 4.2 8±8 4.7 6*7 3 7.2 6±1 0 6.1 3 6 9 8.4 5±8 8.2 4*6 8 3.3 7±8 5.4 9*M M P 9（n g/m l）T I M P 1（n g/m l）C C L 2 1（p g/m l）

2.2 术前血清MMP 9、TIMP 1、CCL21表达水平与Duke’ s分期和分化程度的相关性

Spearman相关分析结果显示，Duke’s分期与CRC患者的术前血清MMP9、TIMP1、CCL21水平均呈明显正相关（r=0.732、0.701、0.674，P＜0.01），分化程度与CRC患者的术前血清MMP9、TIMP1、CCL21水平均呈明显负相关（r=-0.701、-0.728、-0.693，P＜0.01）。

2.3 CRC患者预后影响因素的Cox回归分析

以术前MMP9、TIMP1和CCL21表达水平为因变量，以术后3年生存率为自变量进行Cox回归分析，结果显示，术前MMP9、TIMP1及CCL21表达水平均是CRC患者预后的独立危险因素（P＜0.05）。（表2）

表2 106例CRC患者预后影响因素的Cox回归分析

3 讨论

目前，CRC的发病机制尚未明确，主要与遗传、生活方式、基因异常表达有关，肿瘤复发和转移是患者术后死亡的独立危险因素，是其病死率居高不下的主要原因[6-7]。因此，寻找与CRC侵袭和转移密切相关的蛋白尤为重要，可为治疗方案的制定和预后评估提供更多参考依据[8]。作为肿瘤的主要生物学特征，侵袭和转移是一个多步骤、复杂的连续过程，包括黏附、降解、移动3个步骤，涉及肿瘤细胞经细胞外基质屏障、基底膜、血管壁进入机体微环境的一系列过程[9]。既往研究表明，基质金属蛋白酶、趋化因子、黏附分子与上述过程密切相关，MMP9、TIMP1及CCL21表达水平与肿瘤侵袭和转移的关系是目前的研究热点之一[10]。

MMP9是一种能够降解细胞外基质的蛋白酶，而细胞外基质的降解是肿瘤细胞向外侵袭的基础，肿瘤细胞脱落后侵入淋巴和血管，经生长、增殖而形成转移灶，MMP9可降解基底膜及包绕肿瘤的基质，帮助其突破基质屏障，有助于肿瘤的侵袭和转移[11]。同时，MMP9还可通过促进新生血管生成、毛细血管增生，促进肿瘤细胞的生长和扩散，在CRC的形成及侵袭和转移中具有关键作用[12]。TIMP1是一种多功能的MMP抑制剂，既能抑制MMP对基质蛋白的水解，又可促进肿瘤细胞的生长和转移[13]。TIMP1可与活化的间质溶解素、活化的间质胶质酶及MMP9形成1∶1的共价键复合物，具有抑制酶原活化和水解的作用，一旦二者的动态平衡被打破，即可促进肿瘤的侵袭和转移，因此，MMP9、TIMP1与CRC患者术后复发和转移密切相关[14]。本研究结果显示，Duke’s分期与CRC患者的术前血清MMP9、TIMP1水平均呈明显正相关（P＜0.01），分化程度与CRC患者的术前血清MMP9、TIMP1水平均呈明显负相关（P＜0.01）。提示CRC患者血清MMP9、TIMP1表达水平与临床分期及分化程度密切相关，与耿玮等[15]的研究结果一致。

CCL21是一种主要表达于外周免疫器官或组织的趋化因子，与其特异性受体趋化因子受体7相互作用介导机体的免疫反应和炎性反应，促进MMP9的表达。CCL21不仅具有趋化、定向功能，还参与局部微环境的形成，为肿瘤细胞的生长、增殖和迁移提供重要基础[16-17]。本研究结果显示，Duke’s分期与CRC患者的术前血清CCL21水平呈明显正相关（P＜0.01），分化程度与CRC患者的术前血清CCL21水平呈明显负相关（P＜0.01）。说明CRC患者血清CCL21表达水平与临床分期及分化程度密切相关。本研究以术后3年生存率为自变量进行Cox回归分析，结果显示，术前MMP9、TIMP1和CCL21表达水平均是CRC患者预后的独立危险因素（P＜0.05），说明血清MMP9、TIMP1及CCL21表达水平与CRC患者预后关系密切，血清MMP9、TIMP1及CCL21表达水平较高的患者，预后较差。

综上所述，MMP9、TIMP1及CCL21表达水平与CRC的恶性程度有关，可为CRC患者的预后判断提供重要的参考依据。