TKTL1在结肠腺瘤、结肠癌中的表达及其临床意义

翟 科 王春晖 李 勇 狄纯婵

山东省淄博市第一医院消化内二科(255200)

背景：各种肿瘤组织均有TKTL1表达，其表达水平与肿瘤侵袭转移和预后密切相关。目的：探讨TKTL1在结肠腺瘤、结肠癌中的表达及其临床意义。方法：选取2015年3月—2018年5月至淄博市第一医院行结肠镜检查证实的30例正常结肠黏膜、84例结肠腺瘤以及手术证实的84例结肠癌组织，以免疫组化法检测TKTL1蛋白表达，并分析TKTL1表达与结肠腺瘤、结肠癌临床病理参数的关系。结果：结肠腺瘤、结肠癌的TKTL1表达率显著高于正常结肠黏膜(57.1%、85.7%对13.3%，P<0.01)，且结肠癌TKTL1表达率明显高于结肠腺瘤(P<0.01)。TKTL1表达与结肠腺瘤患者的性别、年龄、病理类型和病理特征无关(P>0.05)。TKTL1表达与结肠癌患者的性别、年龄、组织分化程度无关(P>0.05)，而与TNM分期、远处转移、淋巴结转移、浸润深度相关(P<0.05)。结论：TKTL1在结肠腺瘤、结肠癌中的表达显著高于正常结肠组织，且与结肠癌分期、转移有相关性，推测TKTL1表达与结肠癌的发生、发展密切相关。

结肠癌是临床常见的消化道肿瘤，近年随着消化内镜诊治技术的突飞猛进，结肠腺瘤、结肠早癌等病变的检出率越来越高。现有研究认为80%以上的结肠癌由腺瘤演变而来，结肠镜下行腺瘤摘除术可有效降低结肠癌的发病率[1]。肿瘤细胞的增殖需要消耗大量能量，肿瘤细胞正常能量代谢消耗的葡萄糖是正常机体细胞的10～50倍。糖代谢过程中的磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)可为肿瘤细胞增生、增殖提供所需的大量能量磷。磷酸戊糖途径的关键酶之一转酮醇酶(transketolase)可有效改善磷酸戊糖途径的效率，促进能量合成，与多种恶性肿瘤细胞的生长、侵袭和转移过程密切相关。转酮醇酶样蛋白1(transketolase-like protein 1, TKTL1)与磷酸戊糖途径关系密切，是能量合成的主要机制之一。TKTL1定位于染色体Xq28，这一区域内存在许多与肿瘤恶变相关的基因[2-4]，可调控肿瘤的发生、发展。本研究通过采用免疫组化法检测TKTL1在正常结肠黏膜、结肠腺瘤、结肠癌中的表达情况，并观察其与结肠腺瘤、结肠癌临床病理参数的关系，旨在评估其对结肠腺瘤、结肠癌早期诊断的价值。

材料与方法

一、材料来源

选取2015年3月—2018年5月至淄博市第一医院消化内科初次就诊的患者，纳入结肠镜检查中表现为正常结肠黏膜30例和镜下表现为结肠息肉并由病理检查诊断为结肠腺瘤84例，84例结肠癌组织由肛肠外科手术病理确诊。排除标准：①合并其他肿瘤患者；②接受过放化疗或生物免疫等特殊治疗的患者。30例正常结肠黏膜患者中，男18例，女12例；年龄25～68岁。84例结肠腺瘤患者中，男52例，女32例；年龄20～80岁；结肠管状腺瘤60例，绒毛状腺瘤24例。84例结肠癌患者中，男52例，女32例；年龄34～78岁，>50岁者66例，≤50岁18例；高分化60例，中低分化24例；伴淋巴结转移56例，无淋巴结转移28例；TNM分期为Ⅰ+Ⅱ期28例，Ⅲ+Ⅳ期56例。本研究方案通过淄博市第一医院伦理委员会批准，入选者术前均取得知情同意并签署知情同意书。

二、方法

各组结肠组织由多聚甲醛固定，脱水，石蜡包埋，连续切片，厚4 μm。55 ℃温箱中烘烤过夜。分别用于HE、免疫组化染色。免疫组化法的具体步骤按照SP法即用型试剂盒(上海万疆生物科技有限公司)说明书操作，TKTL1抗体购自北京博奥森生物技术有限公司，抗体终浓度为1∶100。以结肠癌切片作为TKTL1的阳性对照，以PBS代替一抗作为阴性对照。

结果判断：TKTL1蛋白主要表达于细胞质中，阳性染色表现为胞质内出现棕黄色颗粒。高倍镜(×400)下随机选取5个视野，每一视野所见细胞计数不少于200个，计算阳性细胞所占比例。评分标准：阳性细胞比例0～20%，0分；21%～50%，1分；51%～80%，2分；>80%，3分。评分≥2分为TKTL1表达阳性。

三、统计学分析

采用SPSS 22.0统计学软件，组间率的比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、TKTL1在结肠腺瘤和结肠癌中的表达

TKTL1在正常结肠黏膜、结肠腺瘤、结肠癌组织中的表达率分别为13.3%、57.1%、85.7%。结肠腺瘤、结肠癌组TKTL1表达明显高于正常结肠黏膜，差异均有统计学意义(χ2=17.102，P<0.01；χ2=52.114，P<0.01)，结肠癌组TKTL1表达明显高于结肠腺瘤组，差异有统计学意义(χ2=16.800，P<0.01)(表1、图1)。

表1结肠癌组、结肠腺瘤组、正常结肠黏膜组TKTL1蛋白的表达

*与正常黏膜组比较，P<0.01；#与结肠腺瘤组比较，P<0.01

A：正常结肠黏膜；B：结肠腺瘤；C：结肠癌

二、TKTL1表达与结肠腺瘤患者临床病理参数的关系

TKTL1表达与结肠腺瘤患者的性别、年龄、病理类型、病理特征等临床病理参数均无相关性(P>0.05)(表2)。

表2 TKTL1表达与结肠腺瘤临床病理参数的关系n(%)

三、TKTL1表达与结肠癌患者临床病理参数的关系

TKTL1表达与结肠癌患者的性别、年龄、组织分化程度无关(P>0.05)，而与浸润深度、淋巴结转移、远处转移和TNM分期相关(P<0.05)(表3)。

表3 TKTL1表达与结肠癌临床病理参数的关系n(%)

讨 论

结肠癌的预后与其发现的时间密切相关。1974年Morson提出了结肠癌发生的“腺瘤-癌”顺序，指出大部分结肠癌是由腺瘤性息肉恶变而来。同时有研究表明，内镜下及时发现并切除结肠腺瘤，可显著降低结肠癌的发生率[5]，并建议患者定期复查结肠镜[6]。近年窄带成像内镜、放大内镜、染色内镜在临床中的普及率逐渐增高，结肠腺瘤、结肠早癌和结肠癌的检出率亦随之增高。随着内镜下治疗器械以及技术的逐步成熟，内镜下切除结肠息肉、结肠腺瘤已广泛应用于临床，且并发症较少。结肠早癌甚至可通过内镜黏膜下剥离术(endoscopic submucosal dissection, ESD)而得到根治。但目前我国内镜检查的普及率仍较低，如何及时发现早期结肠病变尤为重要。

肿瘤细胞代谢旺盛，对葡萄糖的需求极大，可达正常机体细胞的10～50倍。糖酵解途径可为肿瘤细胞代谢提供大量能量，在肿瘤发生、发展中起有极其关键的作用[7]。磷酸戊糖途径可通过向肿瘤细胞提供还原型辅酶Ⅱ(NADPH)、戊糖以及三磷腺苷(adenosine triphosphate, ATP)等为肿瘤增殖提供能量。转酮醇酶作为磷酸戊糖途径的重要限速酶，可根据细胞代谢需求而调控能量代谢反应的方向，提供所需的代谢产物。核糖-5-磷酸通过磷酸戊糖途径由转酮醇酶调控经非氧化阶段转化为D-葡萄糖-6-磷酸并生成NADPH；超过85%的核糖-5-磷酸由转酮醇酶调控生成[8]，可有助于肿瘤细胞更好地适应各种氧环境。转酮醇酶基因家族包含TKT、TKTL1、TKTL2等。其中，TKTL1在肿瘤的发生中起有重要作用，TKT和TKTL2则对肿瘤无明显作用[9]。Song等[10]的研究发现胃癌中TKTL1阳性表达率显著高于正常胃黏膜组织，表明TKTL1在胃癌的发生、发展中发挥重要作用。Li等[11]的研究亦发现，食管鳞癌细胞株中TKTL1表达明显高于正常上皮组织，差异有统计学意义，表明TKTL1对食管癌的发生、发展有明显的促进作用。此外，多项研究[12-14]亦证实，非小细胞肺癌、肝细胞肝癌、眼部恶性肿瘤组织中TKTL1表达均显著上调，且与肿瘤侵袭转移和预后密切相关。但TKTL1在结肠腺瘤等癌前病变中变化的研究较少见。

本研究结果显示，TKTL1在正常结肠黏膜、结肠腺瘤、结肠癌中的表达逐渐增高，因取材来源于同一患者的不同性质病变，减少了不同个体导致的差异，可使结果更准确。本研究还发现，TKTL1表达与结肠腺瘤患者性别、年龄、分化程度无关，与结肠癌的浸润深度、淋巴结转移、远处转移和TNM分期密切相关。提示检测TKTL1可能对预测结肠癌患者的预后有益。

总之，TKTL1表达可能在结肠癌的进展中起有重要作用。有研究表明通过沉默TKTL1基因表达，可诱导肿瘤细胞发生凋亡[11]，从而为肿瘤的治疗提供可能的新靶点。但其具体机制仍有待进一步研究证实。