COX-2在食管癌中的表达及其与放射敏感性的关系

朱 勇 李晓花 惠蓓娜 苏云涛 张 云

手术切除、化疗、放疗以及生物治疗为食管癌的主要治疗方法，不过很多临床就诊的食管癌患者多数为中晚期，错过了手术时机，而化疗与生物治疗也都存在一定的缺陷与不足，为此放疗已成为中晚期食管癌的主要治疗手段之一[1-2]。不过食管癌也属于中度放射敏感性肿瘤，导致单纯放疗的5年生存率在15%左右[3-4]。并且部分患者也存在放疗失败的情况，患者个体之间的放射敏感性有很大差异[5]。现代研究表明食管癌的发生与发展涉及原癌基因激活、抑癌基因突变、细胞异常增殖等多种途径，各途径指标之间可能存在非常复杂的关系[6-7]。环氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)又称前列腺素过氧化物合成酶，其mRNA表达和蛋白水平在人体内保持相对稳定，主要分布于内质网，可促进前列腺素合成，维持人体正常功能，但是其参与多数组织的炎症过程，同时在肿瘤中诱导性地表达升高[8-9]。COX-2可通过多个途径影响肿瘤放疗敏感性，其本身有促进血管生成和生长的作用，特别是COX-2可以分别调节死亡受体和线粒体介导的两条凋亡信号通路，从而使肿瘤细胞的凋亡受到抑制[10-11]，但是与食管癌的放疗敏感性还无相关报道。本文具体探讨了COX-2在食管癌中的表达及其与放射敏感性的关系，从而在分子生物学水平上为食管癌选择个体化治疗和预后评估提供相关参考。现总结报告如下。

1 材料与方法

1.1 研究对象

2014年2月到2017年2月选择在我院诊治的食管癌患者107例，纳入标准：经病理学确诊为食管鳞癌的初治患者；临床诊断为中晚期，具有放疗指征，不适合或患者不愿进行手术根治治疗；临床与调查资料完整；医院伦理委员会批准了此次研究；按既定方案完成治疗计划，并可评价疗效；患者在自愿条件下签署了知情同意书；治疗前卡氏评分均≥70分。排除标准：治疗中有使用放疗增敏剂者；临床资料缺项者；合并有严重的心脑血管疾病；存在放疗禁忌症。

其中男性57例，女性50例；年龄28～78岁，平均年龄(45.66±4.14)岁；病变位置：颈段47例，中上段20例，下段40例；病理分化：高分化40例，中分化37例，低分化30例；临床分期：Ⅲ期70例，Ⅳ期37例；淋巴结转移38例。

1.2 治疗方法

所有患者都给予根治性放疗方案，放疗方式：采用6-Mv-X线直线加速器。患者采取仰卧位，采用体膜固定架固定，采用5 mm层厚CT模拟机定位扫描，传送到放射治疗系统开展重建，根据肿瘤位置勾画大体肿瘤体积(GTV)靶体积，上下外放3 cm、左右外放5 mm、前后外放5 mm，临床靶体积(CTV)依据解剖结构修好边界，再外放5 mm为计划靶体积(PTV)，根据剂量体积优化放疗计划，使95%的等剂量线覆盖靶体积，从而确定参考剂量为2 Gy/f，总剂量50～60 Gy/20～30 f。放疗为1次/d，2 Gy/次，5次/周。放疗使用三维适形调强，瓦里安600CD直线加速器完成放疗。

采用RECIST(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors)进行疗效评定[12]，以食管原发灶长轴作为测量基线，完全缓解(CR)：胸部CT扫描食管壁厚度<5 mm，原无新病灶出现，食管吞钡示原发灶消失；部分缓解(PR)：胸部CT、食管吞钡显示食管原发灶基线最长径减少≥30%；无效(NR)：无达到上述标准甚或恶化。CR+PR为放射敏感，NR为放射抗拒。

1.3 COX-2免疫组化检测

治疗前在纤维食管镜下取活检病理组织，采用10%福尔马林液进行固定，严格按照免疫组织化学(SP法)染色步骤进行操作，其中PBS液稀释的一抗(COX-2：1∶50)为4 ℃孵育过夜。COX-2以细胞核内存在棕黄色颗粒为阳性，用已知阳性表达的食管鳞癌组织作阳性对照，以PBS代替一抗作阴性对照，根据肿瘤细胞阳性率与阳性细胞染色强弱进行评分判定，0分为(-)，1～4分为(+)，5～8分为(++)，9～12分为(+++)，以(++)+(+++)为阳性表达。兔抗人COX-2单克隆抗体与二抗购自DAKO公司，其他常用化学试剂均购自国药集团。

同时调查所有患者的临床一般资料与病理资料，包括性别、年龄、病变位置、分化类型、临床分期、淋巴结转移等情况等。

1.4 统计方法

应用SPSS 22.0 for windows软件包对计量数据与计数数据进行统计学分析，以均数±标准差、百分比、率等表示，对比为t检验与卡方χ2分析，相关性分析采用Spearman等级相关分析与Logistic回归模型(前进法)分析，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 COX-2表达情况对比

107例患者的食管癌组织COX-2表达阳性45例，阳性率为42.1%。

2.2 放疗效果

所有患者都顺利完成放疗，治疗过程中无严重不良反应发生，放疗敏感(CR+PR)78例，放疗抗拒(NR)29例。

2.3 放疗敏感与COX-2表达的相关性

放疗抗拒组食管癌组织的COX-2表达阳性率[96.6%(28/29)]高于放射敏感组[21.8%(17/78)]，对比差异有统计学意义(P<0.05)。Spearman等级相关分析显示COX-2表达与放疗敏感存在显著负相关性(γ=-0.533,P<0.05)。

2.4 临床病理特征与COX-2表达的相关性

食管癌组织的COX-2表达阳性率与患者淋巴结转移、临床分期与分化程度都有显著相关性(P<0.05)。见表1。

表1 食管癌临床病理特征与COX-2表达的相关性(例，%)

2.5 影响放射敏感性的因素分析

在107例患者中，Logistic回归模型分析显示食管癌组织的病理分化、淋巴结转移与COX表达为影响放疗敏感性的独立危险因素(P<0.05)，见表2。

表2 影响食管癌患者放疗敏感性的因素

3 讨论

食管癌是最常见的消化道恶性肿瘤之一，具有进展快、死亡率高等特征，5年生存率一直维持在15%左右[13]。手术仍然是早期食管癌的主要治疗手段，但是有50%左右的患者在确诊时已属中晚期，失去了手术治疗指征[14]。化疗当前也比较常见，但是由于化疗药物引起的多药耐药性也使得治疗效果一直比较差。放疗为中晚期食管癌的主要治疗方法，不过放疗后局部肿瘤残存率一直比较好，导致可出现肿瘤局部未控和复发[15]。特别是不同食管癌患者对放疗的敏感性不同，为此需要积极预测肿瘤组织对射线的敏感性，促进改进治疗手段。肿瘤的放射敏感性即指肿瘤的放射效应，与肿瘤的组织来源与大体类型有一定的相关性，其影响因素主要包括照射剂量、放射损伤修复、肿瘤细胞的固有敏感性、肿瘤细胞乏氧程度等[16]。本研究显示所有患者都顺利完成放疗，治疗过程中无严重不良反应发生，放疗敏感78例，放疗抗拒29例，表明放疗敏感在临床上比较常见。

COX-2是参与从花生四烯酸合成前列腺素和血栓素化学过程的限速酶，其稳定而普遍地表达于正常组织，其产生的前列腺素可参与机体的抗损伤作用，也可调节血管舒张、维持胃粘膜完整性、血小板聚集、机体免疫反应等[17-18]。COX-2在多种肿瘤组织中有较高的表达，COX-2可参与致癌物代谢，促进肿瘤血管生成，引起细胞增殖和凋亡失衡，使机体免疫功能受到抑制，增加肿瘤的浸润和转移能力[19]。本研究显示107例患者的食管癌组织COX-2表达阳性45例，阳性率为42.1%，食管癌组织的COX-2表达阳性率与患者淋巴结转移、临床分期与分化程度都有显著相关性(P<0.05)，也表明食管癌组织中COX-2呈现高表达状况，与患者的临床病理特征有很显著相关性。

COX-2的表达与直肠癌、卵巢癌、喉癌等肿瘤放疗的疗效相关，COX-2蛋白高表达时，放疗有效率可显著降低[20-21]。放疗抗拒组食管癌组织的COX-2表达阳性率高于放射敏感组，对比差异有统计学意义(P<0.05)，Spearman等级相关分析显示COX-2表达与放疗敏感存在显著负相关性(P<0.05)。从机制上分析，COX-2可促进肿瘤细胞增殖，抑制机体的抗肿瘤免疫反应，抑制细胞凋亡。COX-2还可以刺激肿瘤细胞释放前列腺素，通过上调影响血管生成的因子VEGF等诱导肿瘤血管形成，促使内皮细胞迁移、生长，诱导血管生成[22]。还有研究表明选择性COX-2抑制剂在治疗胶质瘤时可以增加放射敏感性和放射线抗血管生成作用[23]。

在正常生理状态下，COX-2在多数组织内呈低表达或不表达，当细胞受到促癌剂、射线、炎症介质、细胞因子等体内外的因素刺激时能迅速诱导表达，可参与调节肿瘤的发生和发展[24]。本研究Logistic回归模型分析显示食管癌组织的分化类型、淋巴结转移与COX表达为影响放疗敏感性的独立危险因素(P<0.05)。相关研究也表明COX-2蛋白表达水平在肿瘤组织中越高，其放射抗拒性越强标[25]。根据COX-2蛋白表达水平的高低可评估患者放疗是否抗拒，预测食管癌组织对放射线的敏感性。不过本研究也存在一定的缺陷，该研究的样本量较小，具体的机制分析还不清晰，还需更多的临床研究去深入探讨。

总之，COX-2在食管癌中呈现高表达状态，与放射敏感性存在一定的相关性，可共同参与调节食管癌的病理发展特征。