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编号:10239691
骨肉瘤碱性纤维生长因子、转化生长因子β1及其受体表达与血管生成的关系*
http://www.100md.com 《癌症》 1999年第2期
     作者:王东 肖华亮 李增鹏 陈俐

    单位:第三军医大学大坪医院病理科(重庆,400042)

    关键词:骨肉瘤;血管生成因子;预后

    New Page 1

    【摘要】目的:研究碱性纤维生长因子(bFGF)、转化生长因子-β1(TGF-β1)及其受体在骨肉瘤中的表达特点,以及它们与肿瘤内微血管密度和病人预后的关系。方法:应用免疫组化和形态计量检测80例骨肉瘤微血管密度(MVD),bFGF、TGF-β1及其受体的表达,并应用COX比例风险模型检测上述因素与预后的关系。结果:80例骨肉瘤中,bFGF/FGFr阳性46例(57.%),TGF-β1/TGFβ(RI)阳性31例(38.8%)。bFGF、TGF-β1与其受体表达具有一致性,并且与MVD值显著相关。COX比例风险模型分析结果显示MVD和bFGF、TGF-β1均是影响骨肉瘤的重要因素(P<0.05)。结论: bFGF和TGF-β1是骨肉瘤血管生成的重要因子,并通过促进血管生成影响病人的预后,可能成为判估骨肉瘤病人预后的重要指标。
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    中图号:R738-1 文献标识码:A 文章编号:1000-467X(1999)02-0142-04

    The expression of basic fibroblast growth factor, transforming

    growth factor β1 and their receptors in osteosarcoma

    and its relation to angiogenesis

    WANG Dong XIAN Hua-liang LI Zeng-peng, et al

    Department of Pathology, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042,China
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    【Abstract】 Objective: To investigate the expression of angiogenic factors basic fibroblast growth factor (bFGF) and transforming growth factor (TGF)-β1 in osteosarcoma, as well as their association with neovascularization and prognosis. Method: The expression of bFGF、TGF-β1 and their receptors, as well as intratumoral microvessel count (MVD) were detected in 80 osteosarcomeas by immunohistochemical staining and morphometry. The relationship between the angiogenic factors expression and prognosis was evaluated by a multivariate analysis using COX proportion hazard model. Results: Among 80 cases of osteosarcoma, 46 cases were positive for bFGF/bFGFr (57.5%), 31 cases for TGF β1/TGF β(RI) (38.8%), respectively. The expression of bFGF and TGF β1 was coordinate with its receptors, moreover, correlated with the microvessel density (MVD). The MVD and bFGF、TGF-β1 were important indicator to predict the prognosis of patients with osteosarcoma by the COX proportion hazard model analysis. Conclusions: The angiogenic factors bFGF and TGF-β1 are involved in the angiogenesis of osteosarcoma, furthermore angiogeneiss influences the prognosis, also it may be useful to evaluated the prognosis of patients with osteosarcoma.
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    Key words: Osteosarcoma; Angiogenic factors; Prognosis

    血管生成是肿瘤生长和转移的关键步骤[1]。最近的研究表明骨肉瘤和其它许多类型的肿瘤中肿瘤内微血管密度(intratumoral microvescular density, MVD)是影响肿瘤预后的重要因素[2,3]。肿瘤血管生成过程是受多种血管生成因子调节的,其中碱性纤维生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)和转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1)已被证明在肿瘤血管生成中发挥重要作用。

    本文应用免疫组织化学方法检测80例骨肉瘤bFGF和TGF-β1的表达,并同时定量检测肿瘤微血管密度,旨在探讨bFGF和TGF-β1表达与骨肉瘤内微血管密度及预后的关系。
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    1 材料和方法

    1.1 临床资料

    选用1968~1993年间长骨髓内型骨肉瘤80例,其中男性52例,女性28例,男女之比为1.8∶1。年龄11~68岁,平均23岁,最高峰10~19岁54例,占62.5%。肿瘤侵犯软组织者74例(92.5%),肿瘤直径5~25cm,平均10cm。组织学分级参照Price三级法[4],组织学分型参照Dahlin氏标准[5],并根据新的WHO标准进行分类[6]

    本组80例骨肉瘤中,手术切除标本75例,活检标本5例。截肢加化疗35例(43.8%),单纯性截肢24例(30%),瘤段切除灭活再植或断端融合17例(21.2%),活检未治4例(5%)。全部病例均有随访。总体2年生存率为33.8%,5年生存率为18.3%。

    1.2 免疫组化染色
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    全部标本均经10%福尔马林液固定,石蜡包埋切片。所用抗体及其来源如表1所示。LSAB试剂盒为Dako公司产品,染色方法参照试剂盒说明进行。切片加一抗FⅧRA和CD31之前胰酶消化20分钟,PBS代替一抗作为阴性对照。抗体情况见表1。

    表1 抗体类型及其来源

    抗体

    类型

    来源

    工作滴度

    FⅧ-Rag

    单克隆

    Dako.Inc

    1∶20
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    CD31

    单克隆

    Dako.Inc

    1∶20

    bFGF

    多克隆

    Santa Cruz

    1∶20

    FGFr

    单克隆

    Santa Cruz

    1∶20

    TGF-β1
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    多克隆

    Santa Cruz

    1∶20

    TGF-β(RI)

    单克隆

    Santa Cruz

    1∶20

    1.3 肿瘤内微血管密度计数(microvessel density count)[7]

    应用CMIAS真彩色图像分析系统测定。首先选取具有代表性的组织切片,排除肿瘤出血区及边缘反应区。低倍镜(40×)观察确定每例切片中3个血管密度最高区域(热点区域),然后在中倍镜(200×)下,计数每个区域的MVD,其平均值即作为该例肿瘤的MVD值。
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    1.4 统计学处理

    MVD和bFGF、TGF-β1表达与骨肉瘤临床病理的关系,应用χ2检验。相关性检验应用Spearman等级相关分析。MVD及bFGF、TGF-β1表达与病人预后的关系应用多因素COX模型分析。P<0.05为相差显著。所有统计学指标皆应用SAS软件包完成(重庆医科大学卫生统计学教研室)。

    2 结果

    2.1 肿瘤内微血管密度计数

    FⅧ-RA和CD31阳性产物定位于血管内皮细胞浆(图1),80例骨肉瘤中50例两种抗原皆为阳性,另外30例中FⅧRA阳性16例,CD31阳性14例。因此,本组肿瘤微血管密度是综合FⅧRA和/或CD31免疫组化染色结果计数的。80例骨肉瘤中MVD值范围为7.3~93,中位数为31.1,平均值为35.4。0901.gif (10384 bytes)
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    图1 骨肉瘤CD31免疫组化染色,显示肿瘤

    微血管密度,LSAB×200

    2.2 骨肉瘤中bFGF/bFGFR的表达

    bFGF和bFGFR在骨肉瘤中的表达具有一致性,即两者表达同时阴性或阳性。bFGF和bFGFR主要定位于肿瘤细胞胞浆,在新生的毛细血管内皮细胞亦可见表达(图2)。80例骨肉瘤中,46例阳性,阳性率为57.5%。0902.gif (10470 bytes)

    图2 骨肉瘤bFGF免疫组化染色,阳性产物主要

    定位于肿瘤细胞浆。LSAB×200
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    2.3 骨肉瘤中TGF-β1/TGF-β(RI)的表达

    TGF-β1和其受体TGF-β(RI)在骨肉瘤中均呈灶性表达,主要定位于肿瘤新生毛细血管内皮细胞,而在肿瘤细胞中很少表达(图3)。TGF-β1和TGFβ(RI)表达具有一致性,即两者表达同时阴性或阳性。80例骨肉瘤中,有31例阳性,阳性率为38.8%。0903.gif (12551 bytes)

    图3 骨肉瘤TGF-β1免疫组化染色,阳性产物主要定位于

    血管内皮细胞,呈灶性分布。LSAB×200

    2.4 骨肉瘤MVD及bFGF、TGF-β1表达与临床病理的关系
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    如表2所示肿瘤MVD和bFGF、TGF-β1的表达与肿瘤大小,Price分级和Dahlin分型无关,而与WHO新分型有关,即在高分化型中MVD和bFGF、TGF-β1的表达明显低于其它组织类型。详见表2。

    表2 骨肉瘤bFGF和TGF-β1表达与临床病理的关系

    临床病理例数

    例数

    MVD

    bFGF/bFGFr

    TGF-β1/TGF-β(RI)

    P值xx1.gif (881 bytes)
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    (S)

    +

    -

    +

    -

    肿瘤大小

    <10cm

    40

    33.1

    (19.6)

    18

    22

    13

, 百拇医药     27

    >0.05

    ≥10cm

    40

    36.6

    (21.8)

    28

    12

    18

    22

    Price's分级

    Ⅰ级

    7
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    25.3

    (22.9)

    4

    3

    3

    4

    >0.05

    Ⅱ级

    38

    30.5

    (15.7)

    18

    20
, 百拇医药
    14

    24

    Ⅲ级

    35

    43.3

    (21.9)

    24

    11

    14

    21

    Dahlin's分型

    骨母细胞型

    33
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    35.5

    (19.8)

    20

    13

    11

    22

    >0.05

    软骨母细胞型

    16

    33.2

    (24.1)

    10

    6
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    7

    9

    纤维母细胞型

    24

    33.9

    (20.1)

    14

    10

    11

    13

    其它类型

    7

    37.4
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    (18.1)

    2

    5

    2

    5

    WHO骨肉瘤分型

    普遍型

    59

    45.2

    (19.8)

    38

    21

    25
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    34

    <0.05

    血管扩张型

    4

    34.7

    (11.4)

    2

    2

    2

    2

    高分化型

    14

    25.3
, 百拇医药
    (22.7)

    4

    10

    2

    12

    圆形细胞型

    3

    39

    (16.3)

    2

    1

    2

    1

    2.5 骨肉瘤bFGF、TGF-β1表达及MVD的相关分析
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    应用Spearman相关分析检测bFGF、TGF-β1和MVD的相关性,结果表明三者显著相关(如表3)。表3 骨肉瘤血管生成因子表达及MVD相关分析结果

    项目

    MVD

    bFGF

    TGF-β1

    MVD

    1.00000

    0.40195

    0.19615

    P值

    0.0
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    0.0002

    0.0412

    bFGF

    0.40195

    1.00000

    0.42431

    P值

    0.0002

    0.0

    0.0001

    TGF-β1

    0.19615
, 百拇医药
    0.42431

    1.00000

    P值

    0.0812

    0.0001

    0.0

    2.6 MVD和bFGF、TGFβ-1的表达与骨肉瘤预后

    应用COX比例风险模型,判估血管生成因子bFGF、TGF-β1和肿瘤内微血管密度MVD与骨肉瘤病人预后的关系。结果表明MVD、bFGF和TGF-β1均为影响骨肉瘤预后的重要因素,依相对危险度大小顺序为:bFGF>TGF-β1>MVD(表4)。表4 MVD和bFGF和TGF-β1的表达与骨肉瘤预后
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    项目

    自由度

    参数值

    标准误

    WALD卡方

    P值

    相对危险度

    MVD

    1

    0.020568

    0.00492

    9.24803

    0.0024
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    1.021

    bFGF

    1

    0.603786

    0.23147

    6.80431

    0.0097

    1.829

    TGF-β1

    1

    0.520184

    0.23689
, 百拇医药
    4.82199

    0.0281

    1.682

    3 讨论

    碱性生长因子(bFGF),是重要的血管生成因子之一。它可直接刺激内皮细胞的增生,促进内皮细胞产生蛋白酶,调节内皮细胞表面整合素表达并促进内皮细胞迁移[8]。Relf等发现乳腺癌组织中bFGFmRNA水平及其蛋白表达显著高于正常组织[3]。我们的结果也表明多数骨肉瘤中bFGF蛋白高表达(57.5%),bFGF和FGFr表达具有较好一致性,且与MVD值显著相关,提示bFGF是骨肉瘤的重要血管生成因子。

    TGF-β1在血管修复过程中激活的内皮细胞中有表达。在体外TGF-β1可能通过诱导巨噬细胞产生细胞因子间接刺激血管生成。而在体内可具有bFGF类似的作用,但作用机制与bFGF不完全一样,bFGF可促进内皮细胞合成整合素α2、α5、β1和β3,TGF-β1则促进内皮细胞合成整合素α2、α5和β1[9]。本研究的结果显示,TGF-β1/TGFβ(RI)的在骨肉瘤的血管内皮细胞中特异性的高表达,而在骨肉瘤细胞中不表达或极少表达,TGF-β1/TGFβ(RI)表达与骨肉瘤MVD值密切相关(P<0.05)。该结果提示TGF-β1可能主要通过内皮细胞自分泌机制促进骨肉瘤血管生成。
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    已知血管内皮生长因子(VEGF)是肿瘤内皮细胞相对特异的血管生成因子[10],而bFGF和TGF-β1则表现为亲多组织性。我们应用免疫组化方法检测bFGF和TGF-β1及其受体在骨肉瘤组织的表达,并研究它们之间的相互关系,结果表明:(1)bFGF和TGF-β1与其受体在肿瘤中的表达有较好的一致性,进一步证实旁分泌或自分泌是血管生成因子促进血管生成的主要途径;(2)bFGF和TGF-β1表达显著相关;(3)bFGF和TGF-β1的表达与肿瘤内微血管密度均显著正相关。该结果提示bFGF和TGF-β1之间可能具有协同作用,共同促进肿瘤微血管的生成,从而进一步影响病人的预后。

    基金项目:全军“九五”青年基金课题

    参考文献

    1 Folkman J. What is the evidence that tumor are angiogenesis dependent〔J〕? J Natl Cancer Inst, 1990, 82(1):4.
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    3 Relf M,Lejeune S, Scott PAE, et al. Expression of the angiogenenic factors vascular endothelial cell growth factor, acidic and basic fibroblast growth factor, transforrming growth factor β-1, plaelet-derived endothelial cell growth factor, placenta growth factor, and pleiotophin in human primary breast cancer and its relation to angiogenesis〔J〕. Cancer Res, 1997, 57(3):963.

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    9 Enenstein J, Waleh NS, Kramer RH. Basic FGF and TGF-beta differentially modulate integrin expression of human microvascular endothelial cells〔J〕. Exp Cell Res, 1992, 203(2):499.

    10 Leugng DW, Cachianes G, Kuang WJ, et al. Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenesis mitogen〔J〕. Science, 1989, 246(4935):1306.

    收稿日期:1998-01-16;修回日期:1998-04-07, 百拇医药