Bcl-2和Bax蛋白表达与非小细胞肺癌临床病理特征的关系
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杨拴盈. 李雅莉. 杨德昌. 张维. 苏宝山.
肺肿瘤.凋亡.Bcl-2.Bax.免疫组织化学.
参见附件(224kb)。
作者：杨拴盈 李雅莉 杨德昌 张维 苏宝山
单位：(西安交通大学第二医院呼吸内科，西安 710004)
关键词：肺肿瘤；凋亡；Bcl-2；Bax；免疫组织化学
西安医科大学学报000310摘 要：目的 探讨Bcl-2和Bax蛋白表达与非小细胞肺癌(NSCLC)临床病理特征的关系。方法 应用免疫组化SP法检测了30例正常肺组织和61例NSCLC中Bcl-2和Bax蛋白的表达。结果 NSCLC组织中Bcl-2蛋白表达率(57.38%)显著高于正常肺组织(13.33%)(P<0.01)，而NSCLC组织中Bax蛋白表达率(45.90%)显著低于正常肺组织(80.00%)(P<0.01)，鳞癌和腺癌中Bcl-2和Bax蛋白表达率均无显著差异(P>0.05),Bcl-2蛋白表达率与NSCLC病理分级及淋巴转移潜能呈正相关(P<0.05)，与P-TNM分期无关(P>0.05),Bax蛋白表达率与NSCLC病理分级、P-TNM分期及淋巴转移潜能呈负相关(P<0.01～0.005),Bcl-2和Bax蛋白在NSCLC中的表达呈负相关(χ2=9.93,P<0.005)。结论 Bcl-2和Bax蛋白相互抑制，均与NSCLC发生、发展有关，可作为反映NSCLC生物学行为的指标。
中图分类号：R734.2 文献标识码：A
文章编号：0258-0659(2000)03-0223-03
The relationship between protein expressions of Bcl-2
and Bax and clinicopathological features
in non-small-cell lung cancer
Yang Shuanying，Li Yali，Yang Dechang
(Department of Respiratory Medicine, Second Hospital, Xi′an Jiaotong University,Xi′an 710004 ,China)
ABSTRACT：Objective To investigate the relationship between protein expression of Bcl-2 and Bax and clinicopathological features of NSCLC (Non-small-cell lung cancer).Methods The protein expressions of Bcl-2 and Bax in 30 normal pulmonary tissues and 61 NSCLCs were examined using immunohistochemistry.Results The positive rate of Bcl-2 protein in NSCLC was significantly higher than that of in normal lung tissue(P<0.01),while that of Bax protein in NSCLC was obviously lower than that of in normal lung tissue(P<0.01).The positive rate of each in both lung squamous cell carcinoma and adenocarcinoma was not found statistically difference (P>0.05).The Bcl-2 protein positive rate was positively correlated pathological grade(PG),lymph metastatic potential (LMP) (P<0.05),no relationship to P-TNM stages (P>0.05).The Bax protein positive rate was negatively associated with PG, LMP and P-TNM stages(P<0.01～0.005).In NSCLC the protein positive rates of Bcl-2 and Bax were negatively involved (χ2=9.93,P<0.005).Conclusion The results suggest that the two genes inhibit mutually and both have relationship with the genesis and development of NSCLC, and may be used as indicators reflecting biological behavior of NSCLC.
KEY WORDS: lung tumors;apoptosis;Bcl-2 ;bax;immunohistochemistry
细胞增殖及死亡异常均可致肿瘤发生。真核细胞死亡有坏死和凋亡两种形式。Bcl-2 (B cell leukemia/lymphoma-2)和 Bax(Bcl-2-associated X protein gene)均为凋亡相关基因。近年发现，二者与胃癌、子宫内膜癌和淋巴瘤等的发生、发展及MDR(Multi-drug resistance)有关[1～3]。但肺癌中Bcl-2 、Bax表达的报道鲜见。为探讨二者在肺癌中的表达及其与肺癌临床病理特征的关系，本文应用免疫组化SP法对其进行了检测。
1 材料和方法
1.1 标本 选取我院1987年至1998年手术切除、福尔马林固定、石蜡包埋的存档肺癌标本61例。所有病例术前未行放疗及化疗，临床资料完整。其中鳞癌38例，腺癌23例；P-TNM分期(1985)：Ⅰ期13例，Ⅱ期19例，Ⅲ期19例，Ⅳ期10例；病理分级：G1 13例，G2 21例，G3 27例；淋巴转移(肺门和/或纵隔淋巴结)41例，未转移20例。取30例正常肺组织(来源于非癌症患者)作为对照组。
1.2 试剂 鼠抗人Bcl-2单抗(DAKO公司，工作浓度1∶80)，兔抗人Bax(N-20)(工作浓度1∶50)多抗及SP试剂盒均系美国Santa Cruz公司产品。
1.3 方法 4μm厚连续切片2张，1张行HE染色复查诊断，另一张行免疫组化染色。采用SP法，微波炉枸椽酸盐抗原修复，DAB显色。每批染色均设阳性和阴性对照，严格按试剂盒推荐方法染色。
1.4 结果判定 Bcl-2和Bax阳性反应均为胞浆、胞膜或核膜着棕黄色颗粒。肿瘤细胞无阳性反应为阴性(—)，阳性细胞数<5%为弱阳性(+),阳性细胞数在5%～50%之间为中度阳性(
)，阳性细胞数>50%为强阳性(
)。
1.5 统计学处理 采用χ2检验。
2 结果
2.1 Bcl-2和Bax蛋白在正常肺组织及非小细胞肺癌(Non-small-cell lung cancer, NSCLC)中的表达 见表1。
表1 Bcl-2和Bax蛋白在正常肺组织及NSCLC中的表达 部位
n
Bcl-2表达(%)
Bax表达(%)
正常肺组织
30
4(13.33)
24(80.00)
NSCLC
61
35(57.38)*
28(45.90)*
注：*P<0.01
由表1可知，Bcl-2和Bax蛋白在正常肺组织和NSCLC中表达率均有显著差异(P<0.01)。
2.2 Bcl-2和Bax蛋白表达与NSCLC临床病理特征的关系 见表2。
表2 Bcl-2和Bax蛋白表达与NSCLC临床
病理特征的关系(n=61) 临床病理特征
n
Bcl-2表达
阳性例数(%)
Bax表达阳
性例数(%)
组织类型
鳞癌
38
24(63.16)
19(50.00)
腺癌
23
11(47.83)
9(39.13)
病理分级
G1
13
5(38.46)
9(69.23)
G2
21
10(47.62)
12(57.14)
G3
27
20(74.07)*
7(25.93)***
P-TNM分期
Ⅰ+Ⅱ
32
16(50.00)
20(62.50)
Ⅲ+Ⅳ
29
19(65.52)
8(27.59)**
淋巴转移
有转移
41
28(68.29)
13(31.71)
无转移
20
7(35.00)*
15(75.00)***
注：P<0.05,**P<0.01,***P<0.005,余皆P>0.05
表2显示，Bcl-2蛋白表达与NSCLC组织类型、分期无关(P>0.05)，与病理分级及淋巴转移密切相关(P<0.05);Bax蛋白表达与NSCLC组织类型无关(P>0.05),与病理分级、分期及淋巴转移均显著相关(P<0.01～0.005)。
2.3 Bcl-2和Bax蛋白在NSCLC中表达的关系 见表3。
表3 Bcl-2和Bax蛋白在NSCLC中表达的关系(n=61) Bcl-2蛋
白表达
n
Bax蛋白表达
χ2
P
阳性
阴性
阳性
阴性
35
26
10
18
25
8
9.93
<0.005
表3表明，在NSCLC中Bcl-2和Bax蛋白表达呈显著负相关(P<0.005)。
3 讨论
Bcl-2基因位于染色体18q21,编码产物为26KD的蛋白，该蛋白定位于线粒体膜、内质网膜和核膜上，其主要生物学功能为延长细胞寿命，增加细胞对多种凋亡刺激因素的抗性。转基因实验证明Bcl-2基因有致癌性，且其致癌性并非通过促进细胞增殖而引起，而是由于细胞凋亡受抑所致。关于Bcl-2与肺癌的关系，大多数研究认为Bcl-2在肺癌发生中起重要的促进作用，本实验结果支持这一观点。但Bcl-2与NSCLC组织类型、病理分级、P-TNM分期及转移的关系尚未形成统一认识。应用免疫组化方法，Pezzlla等[4]和Fontanini等[5]报道Bcl-2表达与肺癌组织类型、病理分级、原发肿瘤的状态及淋巴转移无关，而Jiang等[6]认为鳞癌Bcl-2表达率显著高于腺癌，Bcl-2表达与肺癌病理分级呈正相关。本文结果显示Bcl-2表达与NSCLC组织类型及P-TNM分期无关(P>0.05)，与病理分级及淋巴转移呈正相关(P<0.05)。可以设想，在Bcl-2基因调节下，肿瘤细胞生存时间延长，转移机会更多。
Bax是凋亡基因家族的核心成员之一，由P53直接激活，可提高凋亡敏感性，促进P53介导的细胞凋亡[1]，Bcl-2和Bax蛋白比例决定细胞存活或死亡。Hong等[1]发现Bax基因突变与胃癌及子宫内膜癌的发生密切相关，但关于Bax基因与肺癌关系的研究国内外鲜有报道。本文发现NSCLC组织中Bax蛋白表达率为45.90%(28/61)，明显低于正常肺组织(80.00%，24/30)(P<0.01)；鳞癌和腺癌中Bax蛋白表达率无明显差异(P>0.05);Bax蛋白表达率愈高，则NSCLC病理分级愈高(P<0.005),分期愈早(P<0.01)，转移潜能愈低(P<0.005)。提示NSCLC的发生是多基因作用、多阶段发展的有序过程。Bax基因低表达是部分肺癌发生的早期事件，并在其中起重要作用，Bax基因在鳞癌和腺癌中起同样作用。
本文结果还显示，NSCLC组织中Bcl-2和Bax蛋白表达呈显著负相关(χ2=9.93,P<0.001),提示NSCLC组织中两者有互相抑制倾向。Bcl-2蛋白表达率高，Bax蛋白表达率低，细胞凋亡受抑，终致肺癌发生、发展。
参考文献：
[1] Hong D, Furukawa T, Abe T ,et al.The Bax gene ,the promoter of apoptosis, is mutated in genetically unstable cancers of the colorectum ,stomach ,and endometrium[J].Clin Cancer Res,1998,4(4)∶1071
[2] Bairey O,Zimra Y, Shakali M ,et al.Bcl-2 ,bcl-x,Bax expression in short-and long-lived patients with diffuse large B-cell lymphomas[J].Clin Cancer Res,1999,5(1)∶2860
[3] Kokawak, Shikone T, Otani T ,et al.Apoptosis and expression of Bax and Bcl-2 in squamous cell carcinoma and adenocarcinoma of the uterine cervix[J].Cancer,1999,85(9)∶1799
[4] Pezzlla F, Turley H,Kuzu I ,et al.Bcl-2 protein in non-small-cell lung carcinoma[J].New Engl J Med,1993,329(10)∶690
[5] Fontanin G, Vignati S, Bigini D ,et al.Bcl-2 protein:a prognostic factor in versely correlated to p53 in non-small-cell lung cancer[J].Br J Cancer,1995,71(1)∶1003
[6] Jiang SX, Kameya T, Stato Y ,et al.Bcl-2 protein expression in lung cancer and close correlation with neuroendocrine differentiation[J].Am J Pathol,1996,148(3)∶837
(收稿日期：1999-12-13 修回日期：2000-01-07)
作者：杨拴盈 李雅莉 杨德昌 张维 苏宝山
单位：(西安交通大学第二医院呼吸内科，西安 710004)
关键词：肺肿瘤；凋亡；Bcl-2；Bax；免疫组织化学
西安医科大学学报000310摘 要：目的 探讨Bcl-2和Bax蛋白表达与非小细胞肺癌(NSCLC)临床病理特征的关系。方法 应用免疫组化SP法检测了30例正常肺组织和61例NSCLC中Bcl-2和Bax蛋白的表达。结果 NSCLC组织中Bcl-2蛋白表达率(57.38%)显著高于正常肺组织(13.33%)(P<0.01)，而NSCLC组织中Bax蛋白表达率(45.90%)显著低于正常肺组织(80.00%)(P<0.01)，鳞癌和腺癌中Bcl-2和Bax蛋白表达率均无显著差异(P>0.05),Bcl-2蛋白表达率与NSCLC病理分级及淋巴转移潜能呈正相关(P<0.05)，与P-TNM分期无关(P>0.05),Bax蛋白表达率与NSCLC病理分级、P-TNM分期及淋巴转移潜能呈负相关(P<0.01～0.005),Bcl-2和Bax蛋白在NSCLC中的表达呈负相关(χ2=9.93,P<0.005)。结论 Bcl-2和Bax蛋白相互抑制，均与NSCLC发生、发展有关，可作为反映NSCLC生物学行为的指标。
中图分类号：R734.2 文献标识码：A
文章编号：0258-0659(2000)03-0223-03
The relationship between protein expressions of Bcl-2
and Bax and clinicopathological features
in non-small-cell lung cancer
Yang Shuanying，Li Yali，Yang Dechang
(Department of Respiratory Medicine, Second Hospital, Xi′an Jiaotong University,Xi′an 710004 ,China)
ABSTRACT：Objective To investigate the relationship between protein expression of Bcl-2 and Bax and clinicopathological features of NSCLC (Non-small-cell lung cancer).Methods The protein expressions of Bcl-2 and Bax in 30 normal pulmonary tissues and 61 NSCLCs were examined using immunohistochemistry.Results The positive rate of Bcl-2 protein in NSCLC was significantly higher than that of in normal lung tissue(P<0.01),while that of Bax protein in NSCLC was obviously lower than that of in normal lung tissue(P<0.01).The positive rate of each in both lung squamous cell carcinoma and adenocarcinoma was not found statistically difference (P>0.05).The Bcl-2 protein positive rate was positively correlated pathological grade(PG),lymph metastatic potential (LMP) (P<0.05),no relationship to P-TNM stages (P>0.05).The Bax protein positive rate was negatively associated with PG, LMP and P-TNM stages(P<0.01～0.005).In NSCLC the protein positive rates of Bcl-2 and Bax were negatively involved (χ2=9.93,P<0.005).Conclusion The results suggest that the two genes inhibit mutually and both have relationship with the genesis and development of NSCLC, and may be used as indicators reflecting biological behavior of NSCLC.
KEY WORDS: lung tumors;apoptosis;Bcl-2 ;bax;immunohistochemistry
细胞增殖及死亡异常均可致肿瘤发生。真核细胞死亡有坏死和凋亡两种形式。Bcl-2 (B cell leukemia/lymphoma-2)和 Bax(Bcl-2-associated X protein gene)均为凋亡相关基因。近年发现，二者与胃癌、子宫内膜癌和淋巴瘤等的发生、发展及MDR(Multi-drug resistance)有关[1～3]。但肺癌中Bcl-2 、Bax表达的报道鲜见。为探讨二者在肺癌中的表达及其与肺癌临床病理特征的关系，本文应用免疫组化SP法对其进行了检测。
1 材料和方法
1.1 标本 选取我院1987年至1998年手术切除、福尔马林固定、石蜡包埋的存档肺癌标本61例。所有病例术前未行放疗及化疗，临床资料完整。其中鳞癌38例，腺癌23例；P-TNM分期(1985)：Ⅰ期13例，Ⅱ期19例，Ⅲ期19例，Ⅳ期10例；病理分级：G1 13例，G2 21例，G3 27例；淋巴转移(肺门和/或纵隔淋巴结)41例，未转移20例。取30例正常肺组织(来源于非癌症患者)作为对照组。
1.2 试剂 鼠抗人Bcl-2单抗(DAKO公司，工作浓度1∶80)，兔抗人Bax(N-20)(工作浓度1∶50)多抗及SP试剂盒均系美国Santa Cruz公司产品。
1.3 方法 4μm厚连续切片2张，1张行HE染色复查诊断，另一张行免疫组化染色。采用SP法，微波炉枸椽酸盐抗原修复，DAB显色。每批染色均设阳性和阴性对照，严格按试剂盒推荐方法染色。
1.4 结果判定 Bcl-2和Bax阳性反应均为胞浆、胞膜或核膜着棕黄色颗粒。肿瘤细胞无阳性反应为阴性(—)，阳性细胞数<5%为弱阳性(+),阳性细胞数在5%～50%之间为中度阳性(
)，阳性细胞数>50%为强阳性()。1.5 统计学处理 采用χ2检验。
2 结果
2.1 Bcl-2和Bax蛋白在正常肺组织及非小细胞肺癌(Non-small-cell lung cancer, NSCLC)中的表达 见表1。
表1 Bcl-2和Bax蛋白在正常肺组织及NSCLC中的表达 部位
n
Bcl-2表达(%)
Bax表达(%)
正常肺组织
30
4(13.33)
24(80.00)
NSCLC
61
35(57.38)*
28(45.90)*
注：*P<0.01
由表1可知，Bcl-2和Bax蛋白在正常肺组织和NSCLC中表达率均有显著差异(P<0.01)。
2.2 Bcl-2和Bax蛋白表达与NSCLC临床病理特征的关系 见表2。
表2 Bcl-2和Bax蛋白表达与NSCLC临床
病理特征的关系(n=61) 临床病理特征
n
Bcl-2表达
阳性例数(%)
Bax表达阳
性例数(%)
组织类型
鳞癌
38
24(63.16)
19(50.00)
腺癌
23
11(47.83)
9(39.13)
病理分级
G1
13
5(38.46)
9(69.23)
G2
21
10(47.62)
12(57.14)
G3
27
20(74.07)*
7(25.93)***
P-TNM分期
Ⅰ+Ⅱ
32
16(50.00)
20(62.50)
Ⅲ+Ⅳ
29
19(65.52)
8(27.59)**
淋巴转移
有转移
41
28(68.29)
13(31.71)
无转移
20
7(35.00)*
15(75.00)***
注：P<0.05,**P<0.01,***P<0.005,余皆P>0.05
表2显示，Bcl-2蛋白表达与NSCLC组织类型、分期无关(P>0.05)，与病理分级及淋巴转移密切相关(P<0.05);Bax蛋白表达与NSCLC组织类型无关(P>0.05),与病理分级、分期及淋巴转移均显著相关(P<0.01～0.005)。
2.3 Bcl-2和Bax蛋白在NSCLC中表达的关系 见表3。
表3 Bcl-2和Bax蛋白在NSCLC中表达的关系(n=61) Bcl-2蛋
白表达
n
Bax蛋白表达
χ2
P
阳性
阴性
阳性
阴性
35
26
10
18
25
8
9.93
<0.005
表3表明，在NSCLC中Bcl-2和Bax蛋白表达呈显著负相关(P<0.005)。
3 讨论
Bcl-2基因位于染色体18q21,编码产物为26KD的蛋白，该蛋白定位于线粒体膜、内质网膜和核膜上，其主要生物学功能为延长细胞寿命，增加细胞对多种凋亡刺激因素的抗性。转基因实验证明Bcl-2基因有致癌性，且其致癌性并非通过促进细胞增殖而引起，而是由于细胞凋亡受抑所致。关于Bcl-2与肺癌的关系，大多数研究认为Bcl-2在肺癌发生中起重要的促进作用，本实验结果支持这一观点。但Bcl-2与NSCLC组织类型、病理分级、P-TNM分期及转移的关系尚未形成统一认识。应用免疫组化方法，Pezzlla等[4]和Fontanini等[5]报道Bcl-2表达与肺癌组织类型、病理分级、原发肿瘤的状态及淋巴转移无关，而Jiang等[6]认为鳞癌Bcl-2表达率显著高于腺癌，Bcl-2表达与肺癌病理分级呈正相关。本文结果显示Bcl-2表达与NSCLC组织类型及P-TNM分期无关(P>0.05)，与病理分级及淋巴转移呈正相关(P<0.05)。可以设想，在Bcl-2基因调节下，肿瘤细胞生存时间延长，转移机会更多。
Bax是凋亡基因家族的核心成员之一，由P53直接激活，可提高凋亡敏感性，促进P53介导的细胞凋亡[1]，Bcl-2和Bax蛋白比例决定细胞存活或死亡。Hong等[1]发现Bax基因突变与胃癌及子宫内膜癌的发生密切相关，但关于Bax基因与肺癌关系的研究国内外鲜有报道。本文发现NSCLC组织中Bax蛋白表达率为45.90%(28/61)，明显低于正常肺组织(80.00%，24/30)(P<0.01)；鳞癌和腺癌中Bax蛋白表达率无明显差异(P>0.05);Bax蛋白表达率愈高，则NSCLC病理分级愈高(P<0.005),分期愈早(P<0.01)，转移潜能愈低(P<0.005)。提示NSCLC的发生是多基因作用、多阶段发展的有序过程。Bax基因低表达是部分肺癌发生的早期事件，并在其中起重要作用，Bax基因在鳞癌和腺癌中起同样作用。
本文结果还显示，NSCLC组织中Bcl-2和Bax蛋白表达呈显著负相关(χ2=9.93,P<0.001),提示NSCLC组织中两者有互相抑制倾向。Bcl-2蛋白表达率高，Bax蛋白表达率低，细胞凋亡受抑，终致肺癌发生、发展。
参考文献：
[1] Hong D, Furukawa T, Abe T ,et al.The Bax gene ,the promoter of apoptosis, is mutated in genetically unstable cancers of the colorectum ,stomach ,and endometrium[J].Clin Cancer Res,1998,4(4)∶1071
[2] Bairey O,Zimra Y, Shakali M ,et al.Bcl-2 ,bcl-x,Bax expression in short-and long-lived patients with diffuse large B-cell lymphomas[J].Clin Cancer Res,1999,5(1)∶2860
[3] Kokawak, Shikone T, Otani T ,et al.Apoptosis and expression of Bax and Bcl-2 in squamous cell carcinoma and adenocarcinoma of the uterine cervix[J].Cancer,1999,85(9)∶1799
[4] Pezzlla F, Turley H,Kuzu I ,et al.Bcl-2 protein in non-small-cell lung carcinoma[J].New Engl J Med,1993,329(10)∶690
[5] Fontanin G, Vignati S, Bigini D ,et al.Bcl-2 protein:a prognostic factor in versely correlated to p53 in non-small-cell lung cancer[J].Br J Cancer,1995,71(1)∶1003
[6] Jiang SX, Kameya T, Stato Y ,et al.Bcl-2 protein expression in lung cancer and close correlation with neuroendocrine differentiation[J].Am J Pathol,1996,148(3)∶837
(收稿日期：1999-12-13 修回日期：2000-01-07)
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