GATA3、CK20在膀胱尿路上皮癌中的表达和意义

曾玉梅 杜娟 陈应智 储兵

膀胱癌是常见的泌尿系统恶性肿瘤，在世界范围内其发病率高居恶性肿瘤的第9位［1］。其中膀胱尿路上皮癌（bladder urothelial carcinoma，BUC）发病率居全球男性恶性肿瘤的第6位［2］，具有多灶发生及易复发的特点，如能早期发现并治疗，能明显降低患者的死亡率，因此寻找与膀胱尿路上皮癌有关的生物学标记物意义重大。GATA 结合蛋白3（GATA-bindingprotein 3，GATA3）是一种具有较强的特异性细胞内转录因子，参与了肿瘤细胞的增殖、分化和细胞凋亡等过程，且仅在膀胱癌中高表达，而在肾癌和前列腺癌中不表达或低表达［3］；细胞角蛋白 20（cytokeratin 20，CK20）是近年来新发现的一个可以用于早期诊断尿路上皮癌并判断其预后的肿瘤标记物，其阳性表达报道不一［4］。本研究拟采用免疫组织化学方法对BUC进行GATA3、CK20的检测，探讨两者在BUC组织中的阳性表达情况及临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集本院病理科2015年1月至2016年7月膀胱活检和手术切除标本共计105例，其中BUC 89例，尿路上皮良性病变16例，BUC病例中男性66例，女性23例；年龄34～79岁，中位年龄57岁；其病理分级按世界卫生组织（World Health Organize，WHO）分类标准［5］分为低级别和高级别，25例患者为低级别，64例患者为高级别；其中无肌层浸润的膀胱尿路上皮癌52例，有肌层浸润的尿路上皮癌37例。16例良性病变中腺性膀胱炎12例，内翻性乳头状瘤4例。

1.2 方法

所有标本经10%中性缓冲液甲醛固定，石蜡标本切片3 μm，常规脱蜡至水化；抗原修复；高压锅120℃保压8 min，自来水缓冲10 min，冷却至室温；3%H2O2封闭内源性过氧化物酶，室温10 min；分别加入即用型GATA3和CK20鼠源单克隆抗体（购自罗氏诊断产品上海有限公司）；于37℃培养箱孵育1 h；磷酸盐缓冲液（phosphate buffer solution，PBS）（pH 7.4）冲洗3次，每次3 min；滴加Envision两步法试剂盒二抗（购自北京中杉金桥生物技术有限公司），37℃培养箱孵育15 min；PBS（pH 7.4）冲洗3次，每次 3 min；DAB 显色 2 min，Mayer苏木素复染，逐级乙醇脱水，中性树胶封片，镜下观察。以PBS代替一抗作为阴性对照。

1.3 结果判定

光镜下观察，GATA3以细胞核着色为阳性表达，CK20以细胞膜着棕黄色或棕褐色为阳性结果。随机选择5个高倍视野，判断标准：＞10%～25%为弱阳性（1+），＞25%～50%为中度阳性（2+），＞50%为强阳性（3+）。GATA3以无阳性细胞或阳性表达率≤10%为阴性，CK20以无阳性细胞或仅有伞细胞表达为阴性。

1.4 统计学处理

采用SPSS 15.0进行数据分析，率的比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 GATA3在膀胱组织中的表达

GATA3在良性病变及膀胱尿路上皮癌中均有表达，分别为100%及85.4%，而在尿路上皮癌的组织中，GATA3在高级别、有肌层浸润及有淋巴结转移的肿瘤中的阳性表达率均高于低级别、无肌层浸润及无淋巴结转移的肿瘤，其差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1，图 1。

图1 尿路上皮良性病变、低级别及高级别膀胱尿路上皮癌组织中GATA3的阳性表达Figure 1 Positive expression of GATA3 in benign lesions of urinary tract，low grade and high grade BUC

2.2 CK20在膀胱组织中的表达

CK20在良性病变的尿路上皮仅表达在伞细胞，在尿路上皮癌中则呈100%阳性表达，在低级别和高级别膀胱尿路上皮癌中的阳性表达率分别为40.0%、71.9%，在浸润性和非浸润性的膀胱尿路上皮癌中的阳性表达率分别为86.5%、51.9%，有淋巴结转移及无淋巴结转移的肿瘤中阳性表达率分别为92.3%、62.9%，其差异均具有统计学意义（P＜0.05），见表2、图2。

3 讨论

GATA3是一个新近发现的尿路上皮癌的诊断标记物［6-7］，是细胞分化成熟的关键调节因子，在人体多种恶性肿瘤组织中异常表达，在多种恶性肿瘤细胞的生长调节和分化中起作用［8-9］，并与肿瘤的分级和预后关系密切［10-11］。本实验采用免疫组化方法检测105例膀胱尿路上皮肿瘤GATA3的表达，其中良性病变中的尿路上皮细胞100.0%出现GATA3的阳性表达，膀胱尿路上皮癌中85.4%表达GATA3（图1）。以上结果与Hiroshi等［12］的研究结果接近：GATA3在良性病变和尿路上皮癌中均高表达，大多数（98%）膀胱上皮良性病变的细胞表达GATA3，而在小部分（14%）尿路上皮癌中表达缺失。因此，本研究认为，GATA3可作为一个有用的免疫组化标记，区分尿路上皮癌与其他泌尿生殖系统肿瘤，如前列腺癌与肾细胞癌。但GATA3表达的特异性在其他类型的组织，如上皮其他变种癌、尿道肿瘤、转移性尿路上皮肿瘤，还需进一步研究。此外，在尿路上皮癌中，GATA3在高级别、有肌层浸润及有淋巴结转移的肿瘤中的阳性表达率均高于低级别、无肌层浸润及无淋巴结转移的肿瘤，由此可见，GATA3阳性表达的肿瘤相比GATA3阴性表达的肿瘤，具有更高的疾病进展的风险，可作为膀胱尿路上皮癌的独立预后判断因子，此结论与Wilson等［13］的研究基本吻合。而 Nandi等［14］研究发现，在高级别浸润性尿路上皮癌中GATA3高表达，其与肿瘤浸润程度密切相关，并且与一些预后较好的指标相关，与本研究的观点有分歧，因此还需要更多的临床随访资料论证。

表2 CK20表达与膀胱肿瘤临床病理参数的关系Table 2 Relationship between expression of CK20 and clinicopathological parameters of bladder tumor

图2 尿路上皮良性病变、低级别及高级别膀胱尿路上皮癌组织中CK20的阳性表达Figure 2 Positive expression of CK20 in benign lesions of urinary tract，low grade and high grade BUC

角蛋白20（CK20）是角蛋白家族（Cytokeratin，CK）中的一员，分布于上皮细胞的中间纤维丝，是构成细胞骨架的重要物质，具有严格的上皮特异分布［15］，既往研究［9］发现 CK20 在膀胱尿路上皮病变中的表达具有较高的特异性和敏感性，但是否与BUC的分级与预后有关尚无明确结论。本研究和既往的研究［16］均发现CK20在膀胱尿路上皮病变中的表达具有较高的特异性和敏感性，而且有“仅表达在恶性尿路上皮”的特点，表达强度往往与膀胱尿路上皮癌的分级有明显的关系。本研究显示，CK20在膀胱组织中的表达情况与性别无关，在16例尿路上皮良性病变中，无一例出现CK20异常表达，而在BUC组织中总的阳性表达率为61.7%，说明CK20在BUC诊断中敏感性较强。在低级别和高级别膀胱尿路上皮癌中的阳性表达率分别为40.0%、71.9%，在浸润性和非浸润性的膀胱尿路上皮癌中的阳性表达率分别为86.5%、51.9%有淋巴结转移及无淋巴结转移的肿瘤中阳性表达率分别为92.3%、62.9%，其差异均具有统计学意义（P＜0.05）。说明CK20表达与肿瘤分化程度和侵袭、转移能力相关，其可能原因是肿瘤细胞中间纤维丝合成活跃，细胞运动性强，导致其侵袭力及转移力增强。因此CK20高表达提示肿瘤恶性程度高，发生转移的可能性大，预后差。综上，GATA3和CK20两者的检测可为评估BUC的生物学行为、判断预后提供依据，联合应用两者对指导BUC的治疗可能具有重要价值，可作为膀胱活检的常规检测项目。