缺氧诱导因子1α和血管内皮生长因子与结直肠癌患者临床病理特征及预后关系的Meta分析▲

王立春 白鹏宇 庞 婧 高 晟

(山西省肿瘤医院结直肠肛门外科，太原市 030000，电子邮箱：654181822@qq.com)

目前，临床上针对中晚期结直肠癌尚无统一的治疗策略，尤其是对已发生肝转移患者的治疗方案仍存在很多争议。寻找影响结直肠癌发生发展过程的相关生物学因子，将有助于提高其治疗效果及总体生存率[1-2]。有研究表明，缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor，HIF)-1α和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在多种肿瘤中过表达，两者可通过调节血管的生成和转移在肿瘤的发生发展中发挥重要作用[3-7]。但HIF-1α和VEGF表达在结直肠癌中的临床意义仍未完全明确。本研究通过系统分析结直肠癌患者HIF-1α和VEGF表达与临床病理特征及预后的关系，以期为优化结直肠癌治疗方案、提高结直肠癌的治疗效果提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献检索 计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library、Medline、Google Scholar及SinoMed数据库。检索词为“HIF-1α”“hypoxia inducible factor 1α”“VEGF”“vascular endothelial growth factor”“colorectal cancer”“prognosis”“survival”。检索时限为建库至2017年3月。

1.2 纳入和排除标准 纳入标准：(1)为病例对照研究或横断面调查，语种为英文；(2)研究对象均为术后经病理诊断为原发性结直肠癌的患者；(3)采用实时荧光聚合酶链式反应(real-time polymerase chain reaction，RT-PCR)或免疫组化(immunohistochemistry，IHC)法检测组织中HIF-1α和VEGF的表达情况；(4)文献描述HIF-1α和VEGF表达情况与患者临床病理特征的关系时，有相应指标的比值比(odds ratio，OR)及其95%CI，或有关于HIF-1α和VEGF表达情况与患者临床病理特征关系的精确数据，可用于计算OR值及其95%CI；(5)涉及生存分析的文献中，预后指标包含无瘤生存期(disease-free survival，DFS)或总体生存期(overall survival，OS)及其95%CI，并能提供生存率的风险比(hazard ratio，HR)及其95%CI。排除标准：(1)研究对象为细胞或实验动物的文献；(2)研究未提供原始数据，或提供的数据无法转化为Logistic回归的回归系数和标准误；(3)重复的文献、综述以及病例报告等。

1.3 数据提取与文献质量评价 由两名研究者独立完成文献的筛选及数据的提取，并对所有纳入文献的研究结果进行交叉核对。文献筛选与数据提取过程中若出现争议，则需参照第3名研究者意见。主要提取内容包括第一作者姓名、文献发表时间、地区、样本量、检测方法、文献包含的临床病理因素、各生存率的HR及95%CI等。采用Newcastle-Ottawa量表对文献的质量进行评价，该标准由3个方面组成：(1)病例组和对照组的选择方法；(2)病例组与对照组的可比性；(3)暴露因素的评估方法。最高分为9分，得分越高，说明文献的质量越好。评分≥6分为文献质量可靠。

1.4 统计学分析 应用RevMan 5.3统计软件进行Meta分析。采用OR值及其95%CI作为效应指标进行描述。采用I2检验对文献间的异质性进行分析，若I2≥50%或P≤0.05，提示研究间异质性具有统计学意义，选用随机效应模型进行分析，否则选用固定效应模型进行分析。Meta分析以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 文献检索结果 通过计算机检索，共得到55篇符合标准的文献，剔除32篇研究方法、数据不完善的文献，最终纳入23篇文献[8-30]。23篇文献的质量评分均≥7分，质量较高。纳入文献的基本特征及质量评分见表1。

表1 入选文献的特征及质量评分

续表1

注：临床病理特征：① 肿瘤TNM分期，② 肿瘤大小，③ 性别，④ 年龄，⑤ 肿瘤分化程度，⑥ 淋巴结转移，⑦ 远处转移，⑧ 脉管浸润，⑨ 术前癌胚抗原水平，⑩ 诊断结果(结肠癌或直肠癌)。

2.2 Meta分析结果

2.2.1 结直肠癌患者癌组织中HIF-1α和VEGF表达的关系：共7篇文献[14,21-22,24-26,29]分析结直肠癌患者癌组织中HIF-1α和VEGF表达的关系。各研究间异质性差异有统计学意义(I2=81%，P<0.001)，采用随机效应模型进行Meta分析。结果显示，VEGF阳性的结直肠癌患者HIF-1α阳性率高于VEGF阴性者(OR=4.73，95%CI：2.21～10.12；P<0.001)。见图1。

图1 结直肠癌患者癌组织中HIF-1α和VEGF表达关系的Meta分析

注：文献[29]总病例数为64例，均为结直肠癌伴肝转移患者，该文献同时研究了原发灶与转移灶中两个基因的表达情况，故将两者数据合并，因此图中总例数为128例。

2.2.2 HIF-1α及VEGF的表达与临床病理因素的关系：共19篇文献[8-9,11-17,19-22,24-29]分别对HIF-1α的表达与临床病理因素的关系进行分析。Meta分析结果显示，HIF-1α的表达与肿瘤TNM分期有关(P<0.05)，而与肿瘤大小、肿瘤分化程度、淋巴结转移、肿瘤诊断结果(结肠癌或直肠癌)、脉管浸润、远处转移及患者性别、年龄无关(均P>0.05)，见表2、图2～3。共10篇文献[21-30]对VEGF的表达与临床病理因素的关系进行分析。Meta分析结果显示，VEGF的表达与术前血清癌胚抗原水平及淋巴结转移、远处转移有关(均P<0.05)，而与肿瘤大小、肿瘤分化程度、淋巴结转移、肿瘤诊断结果(结肠癌或直肠癌)、脉管浸润、肿瘤TNM分期及患者性别、年龄无关(均P>0.05)，见表3、图4。

表2 HIF-1α的表达与结直肠癌患者临床病理因素关系的Meta分析结果

表3 VEGF表达与结直肠癌患者临床病理因素关系的Meta分析结果

图2 HIF-1α表达与结直肠癌患者肿瘤大小、性别、年龄关系的Meta分析

图3 HIF-1α表达与结直肠癌患者其他临床病理因素关系的Meta分析

图4 VEGF表达与结直肠癌患者临床病理因素关系的Meta分析

2.2.3 HIF-1α表达情况与结直肠癌患者DFS、OS的关系：共5篇文献[9-11,22,28]分析了HIF-1α表达状态与DFS的关系。各研究间异质性差异无统计学意义(I2=39%，P=0.16)，采用固定效应模型进行Meta分析。结果显示，HIF-1α阳性者的DFS短于HIF-1α阴性者(HR=2.25，95%CI：1.54～3.30，P<0.001)。共8篇文献[15,17-18,22-23,28-30]分析了HIF-1α表达状态与OS的关系。各研究间异质性差异无统计学意义(I2=0%，P=0.56)，采用固定效应模型进行Meta分析。结果显示，HIF-1α阳性者的OS短于HIF-1α阴性者(HR=2.41，95%CI：1.78～3.25，P<0.001)。见图5。

图5 HIF-1α表达与结直肠癌患者DFS、OS关系的Meta分析

3 讨 论

20%～50%结直肠癌患者死亡原因与肝转移有关，而30%～50%的Ⅱ～Ⅲ期结直肠癌患者即使接受了彻底的外科治疗仍然会复发或远处转移[31]。目前，针对中晚期结直肠癌尚无统一的治疗策略，尤其对已发生肝转移患者的治疗方案仍然存在很多争议[32-33]。

VEGF是一个极其重要的信号因子，其可与酪氨酸激酶受体相结合，诱导该受体形成二聚体，并通过细胞表面的磷酸化作用被激活，最终参与血管生成和细胞应答等生理过程[30]。HIF-1是VEGF基因转录过程中的一种转录复合物。已有研究证实HIF-1与缺氧反应直接相关，并且是该过程中的关键蛋白[31]。HIF-1由α亚基(HIF-1α)和β亚基(HIF-1β)组成。HIF-1α和VEGF在多种肿瘤的发生和发展中具有重要意义，两者参与肿瘤的发生、侵袭、血管生成和转移等过程[34-35]。本研究结果显示，HIF-1α阳性结直肠癌患者DFS、OS短于阴性者(均P<0.05)，提示HIF-1α表达阳性者预后较阴性者差。

异常的细胞增殖、凋亡以及血管生成均与肿瘤的发生和转移密切相关，而VEGF与HIF-1α可通过调节血管的生成和转移参与结直癌的发生、发展；此外缺氧引起基因转录和蛋白表达的一系列变化使得放疗和化疗对肿瘤细胞的治疗效果较差，同时这一系列的变化又促进了肿瘤的侵袭和转移，形成恶性循环[34-35]。近期有研究显示，HIF-1α在细胞中的表达水平与其致肿瘤性和致血管生成间存在相关性[36]。但是，本研究结果仅提示结直肠癌患者HIF-1α的表达与TNM分期密切相关(P<0.05)，而与肿瘤分化程度、淋巴结转移、远处转移及诊断、肿瘤大小、性别、年龄或脉管浸润无关(均P<0.05)，提示HIF-1α所参与的缺氧反应在结直肠癌的发展过程中对于肿瘤浸润深度的影响远大于对肿瘤细胞分化程度、淋巴结转移及远处转移的影响。肿瘤中心的低氧刺激作为诱导血管生成的关键信号，可导致细胞凋亡和坏死，并进一步阻碍肿瘤的发展。因此，在没有血管生成的情况下，任何肿瘤直径均不可能超过2 mm3，而此过程中受缺氧调节的关键血管生成因子之一是VEGF[37]。本研究结果显示，结直肠癌中VEGF的表达与TNM分期、脉管浸润、年龄、性别或诊断无相关性(P>0.05)，而与术前癌胚抗原水平、淋巴结转移及远处转移有关(P<0.05)，提示VEGF参与的血管生成过程对肿瘤的淋巴结转移及远处转移过程影响较大。此外，本研究结果还显示，VEGF阳性的患者HIF-1α阳性率高于VEGF阳性者(P<0.05)，提示结直肠癌患者癌组织的HIF-1α和VEGF的表达存在一定的关系。虽然HIF-1是VEGF基因转录过程中的一种转录复合物，但与HIF-1α及VEGF表达有关的临床病理特征却并非完全相同，这可能是因为在结直肠癌发展过程中两者具有相应独立的作用，分别影响肿瘤的浸润深度、淋巴结转移及远处转移，具体作用网络还有待进一步研究证实。

本研究存在一定的局限性：总体纳入的文献和患者数量相对较少；纳入文献中仅有2篇文献描述了VEGF与OS的相关性，故未分析VEGF对结直肠癌患者预后的影响；目前关于HIF-1α/VEGF表达状态的截断值仍然没有准确的定义；同时抗体浓度的多样性也应作为潜在偏倚的来源。

综上所述，结直肠癌患者HIF-1α的表达可能与VEGF的表达水平有关，但与两者表达相关的临床病理特征不同。HIF-1α的表达阳性的结直肠癌患者的预后更差。