皮肤鳞状细胞癌中HIF-1α和Glut-1蛋白表达与患者病理特征的关系*

何姣， 叶川， 杨玲， 刘智， 陈茂山， 程双华， 何正乐

(1.遂宁市中心医院 病理科， 四川 遂宁 629000； 2.成都医学院第二附属医院 & 核工业四一六医院 病理科， 四川 成都 610051)

研究证实，绝大多数肿瘤患者体内均存在较为明显的低氧状态，肿瘤的低氧会引发一系列的病理变化，对肿瘤的增殖、转移、复发及免疫逃避等产生重要的影响[1-3]。缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α) 是细胞在低氧条件下产生的一种核转录因子，在恶性肿瘤的发生发展过程中，扮演着重要的角色，能增强肿瘤侵袭性，是当今研究的热点之一[4-6]。葡萄糖转运蛋白(glucose transporter,Glut)基因是HIF的下游基因之一，Glut-1为细胞提供基本的葡萄糖供应，并为增殖分裂细胞提供相应增加的葡萄糖，对于肿瘤的生长和増殖具有重要的意义[7]。本研究通过检测皮肤鳞状细胞癌(cutaneous squamous cell carcinom，SCC)和癌旁皮肤组织中的HIF-1α和Glut-1表达，探讨HIF-1α和Glut-1在皮肤SCC中的表达与患者临床病理特征和预后的关系。

1 资料与方法

1.1 资料

1.1.1一般材料 选择2014年3月—2019年12月住院的SCC手术病人63例，术前均未接受抗肿瘤治疗；男45例、女18例，年龄33～79岁、平均(55.32±13.74)岁，病程3～37个月，平均(18.05±8.71)月；按WHO分类标准将SCC分化程度分为Ⅰ～Ⅳ级，Ⅰ级为高分化、34例，Ⅱ级为中分化、20例，Ⅲ～Ⅳ级为低分化、9例；23例病理证实有淋巴结转移，有20例进行电话随访。63例患者手术切除SCC组织作为观察组、其癌旁组织作为对照组。

1.1.2主要试剂 兔抗人HIF-1α单克隆抗体、兔抗人Glut-1多克隆抗体均购于北京中杉金桥生物技术有限公司，EnVision检测试剂盒购于Dako公司。

1.2 方法

1.2.1HIF-1α和Glut-1表达 采用免疫组织化学EnVision法检测2组组织中HIF-1α和Glut-1表达水平，严格按说明书进行操作，所有切片染色均采用相同条件，每批染色均设阳性、空白对照，空白对照以PBS代替一抗孵育组织切片。

1.2.2结果判定 由2名工作经验丰富的病理医师在双盲条件下独立阅片，以胞核或胞浆被染成浅黄色、棕黄色或黄褐色判定为HIF-1α阳性结果，胞膜及胞浆被染成浅黄色、棕黄色或黄褐色判定为Glut-1阳性结果。如对同一份组织具有不同的意见，则讨论决定最终结果。在高倍镜(×400)下随机选取5个视野，计算阳性细胞百分率，参考文献[5]以阳性细胞数>50%为强阳性(+++)，10%～50%为中度阳性(++)，<10%为弱阳性(+)，无阳性细胞为阴性(-)。

1.3 观察指标

比较2组组织中HIF-1α和Glut-1蛋白阳性表达情况，分析HIF-1α、Glut-1在皮肤SCC中表达的相互关系，分析HIF-1α、Glut-1的表达与SCC患者临床病理特征(性别、年龄、SCC分化程度、淋巴结转移)及预后的关系。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 HIF-1α和Glut-1表达

HIF-1α主要表现为程度不等的胞浆及胞核染色，Glut-1主要表现为程度不等的胞浆及胞膜染色(图1)。HIF-1α在SCC组和对照组组织中的阳性表达例数分别为49例和7例，阳性百分率为77.8%和11.1%，SCC组(+)、(++)及(+++)患者数量分别为25例、13例、11例；Glut-1在SCC组和对照组组织中的阳性表达例数分别为45例和6例，阳性百分率为71.4%和9.5%，SCC组(+)、(++)患者数量分别为34例、11例；观察组HIF-1α和Glut-1阳性表达率明显高于对照组，差异有统计学意义(χ2=57.152、50.177，P<0.001)。详见表1。

HIF-1α Glut-1

表1 SCC组和对照组HIF-1α、Glut-1表达[n(%)]

2.2 HIF-1α与Glut-1表达的相互关系

HIF-1α与Glut-1在皮肤SCC中的表达明显相关(r=0.507，P<0.001)。GLUT-1在HIF-1α阳性组中的表达(阳性率83.7%)明显高于在HIF-1α阴性组中的表达(阳性率28.6%)，差异有统计学意义(χ2=15.943，P<0.001)，见表2。

表2 HIF-1α、Glut-1在SCC表达的相关性

2.3 HIF-1α和Glut-1表达与患者临床病理特征的关系

45例男性患者中，HIF-1α表达33例(73.3%)，Glut-1表达30例(66.7%)；18例女性患者中，HIF-1α表达16例(88.9%)，Glut-1表达15例(83.3%)；HIF-1α、Glut-1的表达在男女患者间的差异均无统计学意义(χ2=1.771，P=0.183；χ2=1.750，P=0.186)。HIF-1α、Glut-1的表达在>60岁以上或者≤60岁患者的差异也无统计学意义(χ2=1.766，P=0.184；χ2=2.219，P=0.136)。HIF-1α、Glut-1的表达和SCC分化程度有关，在高、中、低分化组间比较，差异有统计学意义(χ2=19.669，P<0.001；P=7.587，P=0.023)。见表3。

表3 HIF-1α、Glut-1的表达与临床病理特征的关系

2.4 HIF-1α及Glut-1表达与患者预后的关系

为了进一步探讨HIF-1α、Glut-1的阳性表达与患者预后的关系，将HIF-1α、Glut-1表达与患者的术后总生存时间绘制了Kaplan-Meier曲线，并使用log-rank对数秩检验进行统计学检验。结果显示，HIF-1α的阳性表达与患者的不良预后无明显的相关性(r=0.132，P=0.361)，Glut-1的阳性表达与患者的不良预后呈负相关关系(r=-0.358，P=0.042)，如图2所示。

图2 HIF-1α、Glut-1表达与患者预后的关系

3 讨论

HIF是一种能特异性地结合于促红细胞生成素(EPO)的蛋白，近年来，HIF与肿瘤的关系逐渐被广大学者所重视[8-10]。相关研究指出，HIF是细胞进行缺氧适应的关键因子，包括三种亚型(HIF-1、HIF-2、HIF-3)[11]。近年来临床研究中以HIF-1、HIF-2较多[12-14]。HIF-1分子量为120 KDa，α亚单位位于14号染色体上，其作为一种异源二聚体，是HIF-1的主要活性调节亚基团。本研究中，HIF-1α主要表现为程度不等的胞浆及胞核染色，在SCC和正常组织中，阳性表达率为77.8%和11.1%，与国内外研究相符[15-16]。SCC中HIF-1α阳性(+)、阳性(++)、阳性(+++)的表达情况明显高于对照组(χ2=57.152，P<0.001)，与张红等[17]、An等[18]和郝玉琴等[19]研究结果一致，说明HIF-1α能够在一种缺氧、缺血的环境中，仍可得到足够的能量，并为细胞的增殖、扩散形成了有利的的条件。HIF-1α的表达和SCC分化程度密切相关，分化程度越高，阳性表达率也越高。

Glut-1位于HIF-1α的下游，是HIF-1的鞭基因之一，可为细胞的增殖、分裂给予基本的葡萄糖供应，对于肿瘤的生长和増殖具有重要的意义。在以往乳腺癌、食管癌、胃癌、肝癌等肿瘤细胞内均发现Glut-1的高表达，Glut-l 的活性和表达水平与肿瘤的恶性生物学行为密切相关。本研究中，Glut-1主要表现为程度不等的胞浆及胞膜染色，在SCC和正常组织中，阳性表达率分别为71.4%和9.5%，与其他研究相符[6-7,15-16]。SCC中Glut-1阳性(+)、阳性(++)的表达情况明显高于对照组(χ2=50.177，P<0. 001)。

同时本研究相关性分析还证实了HIF-1α、Glut-1表达呈正相关(r=0.507，P<0.001)，GLUT-1 在HIF-1α阳性组中的表达(阳性率83.7%)明显高于在HIF-1α阴性组中的表达(阳性率28.6%)，差异有统计学意义(χ2=15.943，P<0.001)，Glut-1作为HIF-1α下游靶基因，其表达水平受HIF-1α调控，在基因沉默低氧条件下，近端肾小管上皮细胞中HIF-1α水平抑制Glut-1表达，并导致细胞生长抑制及坏死。廖志东等[20]、张欣等[21]通过研究得出结论，Glut-1及VEGF与乳腺癌、非小细胞肺癌的发生、发展密切相关，且其表达表达水平与疾病进展呈正相关。可见无论是靶向上调亦或是靶向下调HIF-1α水平，均可有效调控Glut-1的表达，参与肿瘤细胞的生长、代谢及血管生成的过程，并对这些过程产生影响。

本研究尝试性探讨HIF-1α、Glut-1表达与患者预后的关系，结果显示HIF-1α的阳性表达与患者的不良预后无明显的相关性(P=0.361)，Glut-1的阳性表达与患者的不良预后有一定的相关性(P=0.042)，但还不能有效说明HIF-1α、Glut-1表达对患者预后的影响，需要进一步深入研究。

综上所述，皮肤SCC组织中HIF-1α和Glut-1呈高表达，且与分化程度相关，随着分化程度增加，HIF-1α和Glut-1阳性表达升高。深入探究HIF-1α和Glut-1的作用机制有望为皮肤SCC精准治疗和预后提供重要的理论依据。