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血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶9、基质金属蛋白酶2与垂体瘤卒中及垂体瘤头痛的关系研究

2021-03-19金涛周跃飞王晰杨西爱陈鹤鸣

实用心脑肺血管病杂志 2021年3期
关键词:垂体瘤组织化学头痛

金涛,周跃飞,王晰,杨西爱,陈鹤鸣

近年垂体瘤发病率逐渐升高,其可引发头痛、内分泌失调等症状;垂体瘤卒中是垂体瘤梗死或出血所导致的一组综合征,具有发病急、症状严重、病情进展快的特点[1]。目前,垂体瘤卒中的发生发展机制仍未完全明确。血管内皮生长因子(vascular endothlial growth factor,VEGF)不仅可介导血管新生,还可促进内皮细胞迁移、增加血管通透性并参与肿瘤细胞的侵袭及迁移[2]; 基质金属蛋白酶(matrix metalloprotein,MMP)-9和MMP-2对基膜具有较强的降解作用,与多种恶性肿瘤的浸润和迁移有关[3]。头痛虽是垂体瘤及垂体瘤卒中的共有症状,但并非发生于所有患者[4]。本研究分析VEGF、MMP-9、MMP-2与垂体瘤卒中及垂体瘤头痛的关系,以为临床诊疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2010年1月—2018年5月在安康市中心医院进行手术治疗的100例垂体瘤患者的病理组织标本。患者纳入标准:(1)经影像学检查显示鞍区占位病变,且经病理学检查确诊为垂体瘤;(2)首次接受手术。排除标准:(1)临床资料不全者;(2)既往有神经性头痛、血管性头痛等其他明确病因所致慢性头痛者;(3)其他部位、系统肿瘤患者;(4)既往接受激素治疗者;(5)严重心、肝、肾、肺等脏器功能衰竭者;(6)凝血功能障碍者。根据垂体瘤卒中发生情况将所有患者分为观察组(发生垂体瘤卒中)和对照组(未发生垂体瘤卒中),各50例。两组患者性别、年龄、病理类型、腺瘤分型、头痛发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表1。本研究经安康市中心医院伦理委员会审核批准(编号:论201806),并获得患者或家属知情同意。

表1 两组患者一般资料比较Table 1 Comparison of general information between the two groups

1.2 垂体瘤卒中的诊断标准[5]出现新发头痛症状或原有头痛症状加重,或突发恶心呕吐、视功能障碍、眼肌麻痹甚至意识不清等症状;CT、磁共振成像(MRI)等影像学检查显示鞍区占位病变且密度不均;术中在瘤内见陈旧性出血或坏死组织。

1.3 方法

1.3.1 VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学染色方法 取石蜡包埋的垂体瘤标本进行连续切片,厚度为4 μm,隔5取1,每个肿瘤组织取9张切片后随机取其中3张,分别进行VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学染色:将肿瘤组织切片经二甲苯常规脱蜡、乙醇溶液透明,经3%过氧化氢去除过氧化物酶,而后分别滴加Ⅰ抗(分别为兔抗人VEGF多克隆抗体、鼠抗人MMP-9多克隆抗体、鼠抗人MMP-2多克隆抗体),反应过夜后滴加Ⅱ抗,再进行DAB染色、苏木素复染,最后在光镜下观察染色结果。

1.3.2 免疫反应评分(immunorective score,IRS)[6]分别对VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学染色强度进行评分:无着色为0分,淡黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分。其中阳性染色范围评分:每张切片中随机选择5个视野(×400),计数100个肿瘤细胞并统计阳性细胞数,5个视野平均阳性细胞数即该片阳性细胞百分比,随后进行记分(<5%记0分,5%~25%记1分,26%~50%记2分,51%~75%记3分,>75%记4分)。IRS=染色强度评分×染色范围评分。

1.4 观察指标 (1)观察两组 VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学染色情况,并比较两组VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS。(2)根据患者垂体瘤头痛发生情况分为头痛67例和非头痛33例,比较头痛和非头痛的垂体瘤患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS。

1.5 统计学方法 应用SPSS 21.0统计学软件进行数据处理。计数资料以相对数表示,组间比较采用χ2检验;符合正态分布的计量资料以(± s)表示,组间比较采用两独立样本t检验;不符合正态分布的计量资料采用M(Q1,Q3)表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验;垂体瘤卒中及垂体瘤头痛患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS之间的关系采用Spearman秩相关分析;绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线以分析VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS对垂体瘤卒中的预测价值,各曲线下面积(AUC)的比较采用Hanley-McNeil检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 观察组和对照组垂体瘤标本的VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学染色情况 垂体瘤标本HE染色见图1A。与免疫组织化学染色阴性对照(见图1B)比较,VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学阳性染色均呈棕黄色,主要表达于肿瘤细胞胞质,且观察组VEGF、MMP-9、MMP-2的染色强度高于对照组,见图1C~H。

图1 观察组和对照组患者垂体瘤标本的VEGF、MMP-9、MMP-2免疫组织化学染色情况(×400)Figure 1 The immunohistochemical staining condition of VEGF,MMP-9 and MMP-2 in pituitary tumor specimens of observation group and control group

2.2 观察组和对照组VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS比较 观察组VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 两组VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS比较〔M(Q1,Q3),分〕Table 2 Comparison of IRS of VEGF,MMP-9,MMP-2 between the two groups

2.3 垂体瘤卒中患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS相关性分析 Spearman秩相关分析结果显示,垂体瘤卒中患者VEGF的IRS与MMP-9、MMP-2的IRS均呈正相关(rs值分别为0.433、0.319,P值均<0.05),MMP-9的IRS与MMP-2的IRS呈正相关(rs=0.471,P<0.05),见图2。

图2 垂体瘤卒中患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS间关系的散点图Figure 2 Scatter plot of correlation between IRS of VEGF,MMP-9 and MMP-2 in patients with pituitary apoplexy

2.4 VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS对垂体瘤卒中的预测价值 ROC曲线分析结果显示,VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS预测垂体瘤卒中的AUC分别为0.839〔95%CI(0.754,0.924)〕、0.954〔95%CI(0.914,0.993)〕、0.918〔95%CI(0.862,0.973)〕。MMP-9的IRS预测垂体瘤卒中的AUC大于VEGF的IRS,差异有统计学意义(Z=2.672,P=0.008);而VEGF的IRS与MMP-2的IRS及MMP-9的IRS与MMP-2的IRS预测垂体瘤卒中的AUC比较,差异无统计学意义(Z=1.630,P=0.103;Z=1.172,P=0.241),见表3、图3。

表3 VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS对垂体瘤卒中的预测价值Table 3 Predictive value of IRS of VEGF,MMP-9 and MMP-2 in pituitary apoplexy

图3 VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS预测垂体瘤卒中的ROC曲线Figure 3 ROC curve of IRS of VEGF,MMP-9 and MMP-2 in predicting pituitary apoplexy

2.5 头痛与非头痛的垂体瘤患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS比较 头痛的垂体瘤患者VEGF、MMP-9的IRS均高于非头痛的垂体瘤患者,差异有统计学意义(P<0.05);但头痛与非头痛的垂体瘤患者MMP-2的IRS比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表4。

表4 头痛与非头痛的垂体瘤患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS比较〔M(Q1,Q3),分〕Table 4 Comparison of IRS of VEGF,MMP-9 and MMP-2 between headache and non-headache patients with pituitary tumor

2.6 垂体瘤头痛患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS间的相关性分析 Spearman秩相关分析结果显示,垂体瘤头痛患者VEGF的IRS与MMP-9、MMP-2的IRS均呈正相关(rs值分别为0.528、0.393,P值均<0.05),MMP-9的IRS与MMP-2的IRS呈正相关(rs=0.603,P<0.05),见图4。

图4 垂体瘤头痛患者VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS间关系的散点图Figure 4 Scatter plot of correlation between IRS of VEGF,MMP-9 and MMP-2 in patients with pituitary tumor headache

3 讨论

垂体瘤为常见颅内肿瘤,发病率为10%~15%,且近年呈升高趋势[7]。垂体瘤梗死或出血可导致垂体瘤卒中,患者表现为突发头痛或原有头痛症状加重、视觉障碍等,甚至昏迷或死亡[8]。目前,关于垂体瘤卒中的研究多围绕诱发因素、治疗方法等,针对其发生发展机制的研究尚处于起步阶段,其分子机制尚未明确[9]。

VEGF不仅能够通过促进血管内皮细胞增殖而促进血管生成,还具有促进内皮细胞迁移、增加血管通透性的生物学效应,因此其是肿瘤细胞侵袭和转移的促进因素,并且也参与了垂体瘤的侵袭过程[10-12]。MMP是调节细胞外基质降解的重要酶系,其中MMP-9对基膜的降解能力较强,其高表达不仅与多种恶性肿瘤的浸润和转移密切相关[13],也与垂体瘤免疫逃逸有关[14],而且VEGF可能协同参与了垂体瘤卒中的发生过程[10];MMP-2对Ⅳ型胶原蛋白具有特异性降解作用,而Ⅳ型胶原蛋白为细胞外基质的主要组成成分[15]。有研究表明,MMP-9和MMP-2在垂体瘤蝶窦侵袭、海绵窦侵袭中均发挥了重要作用[6,16-18],且二者可能是垂体瘤卒中的危险因素[19-20]。由于VEGF、MMP-9和MMP-2均与肿瘤血管的通透性及不稳定性有关,且可能均参与了垂体瘤卒中的发生,因此推测VEGF与MMP-9和MMP-2可能协同参与了垂体瘤卒中的发生发展。

本研究结果显示,观察组VEGF、MMP-9、MMP-2的IRS均高于对照组,表明VEGF、MMP-9、MMP-2可能参与了垂体瘤卒中的发生过程。Spearman秩相关分析结果显示,垂体瘤卒中患者VEGF的IRS与MMP-9、MMP-2的IRS均呈正相关,MMP-9的IRS与MMP-2的IRS呈正相关,提示MMP-9、MMP-2可能与VEGF协同发挥了促进肿瘤血管新生及破坏新生血管基底膜的作用,进而导致垂体瘤卒中的发生[6]。于明圣等[6]研究表明,垂体瘤卒中患者VEGF、MMP-9的阳性表达水平高于非垂体瘤卒中患者,且二者呈正相关,本研究结果与之一致;VEGF可能通过与Endocan的正反馈机制协同促进了垂体瘤的发展[21],并通过诱导MMP-9表达共同参与了垂体瘤卒中的发生过程[6]。本研究结果还显示,MMP-9的IRS预测垂体瘤卒中的AUC大于VEGF的IRS,提示MMP-9对垂体瘤卒中患者具有较高的预测价值。

垂体瘤卒中患者因出血、梗死、水肿导致垂体瘤快速扩张,进而引发头痛、恶心、视力异常等症状,其发生率可分别达87%、80%、34%~56%,高于非垂体瘤卒中患者[4];然而,仍有部分垂体瘤患者,无论是否发生垂体瘤卒中均无明显头痛等症状,且其分子机制尚不明确[4]。本研究结果显示,头痛的垂体瘤患者VEGF、MMP-9的IRS高于非头痛的垂体瘤患者,分析原因为:VEGF、MMP-9不仅参与了垂体瘤的形成、迁移及浸润[5,22-23],且VEGF可进一步诱导MMP-9表达而导致血管通透性增加、卒中后血肿增大或水肿加剧等[24-26],因此可能进一步诱发或加重头痛。本研究结果还显示,垂体瘤头痛患者VEGF的IRS与MMP-9、MMP-2的IRS均呈正相关,MMP-9的IRS与MMP-2的IRS呈正相关,提示垂体瘤头痛可能与VEGF、MMP-9、MMP-2的相互作用有关。

综上所述,VEGF与MMP-9、MMP-2可能协同参与了垂体瘤卒中的发生过程,抗VEGF治疗、抑制MMP-9与MMP-2或许可成为预防垂体瘤卒中的潜在方法;垂体瘤头痛可能与VEGF、MMP-9、MMP-2的相互作用有关。但本研究样本量较少,且对于VEGF、MMP-9、MMP-2的表达情况仅限于病理学层面,未来将采用聚合酶链式反应(PCR)及Western blotting等方法进一步验证上述因子在垂体瘤病理组织中的转录及表达情况,且还需进行动物实验进一步验证结论。

作者贡献:金涛、陈鹤鸣进行文章的构思与设计,并对文章整体负责、监督管理;陈鹤鸣进行研究的实施与可行性分析;金涛、王晰、陈鹤鸣进行数据收集、整理、分析;周跃飞进行结果分析与解释;金涛撰写论文,并进行论文的修订;杨西爱负责文章的质量控制及审校。

本文无利益冲突。

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