增殖细胞核抗原与喉癌
作者：王惠忠 祝惠芳
单位：王惠忠 山东侨联医院；祝惠芳 淄博市中心血站；栾信庸 山东医科大学附属医院
关键词：
山东医大基础医学院学报990221 栾信庸审校
增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)又称周期素(cyclin),是1978年Miyachi等〔1〕在系统性红斑狼疮患者血清中发现并提纯的一种自身抗原。PCNA是一种细胞周期调控蛋白,是DNA多聚酶δ的辅助蛋白,DNA合成必不可少的因子。在细胞核内阳性表达的高低与细胞增殖活性密切相关。在静止期细胞内其含量很少,G1晚期开始增加,S期达到高峰,G2、M期明显下降。近年来,应用免疫组织化学法检测肿瘤细胞的增殖活性,并已广泛应用于临床研究。国内外的学者将增殖细胞核抗原的表达与喉癌恶性度、侵袭性、转移等生物学特性联系起来,为喉癌增殖力学研究开创了新领域。
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1 PCNA的分子结构及生物学特征
PCNA是一种非组蛋白,在细胞核内合成,分子量在33～36kD之间。PCNA基因位于20号染色体上,含9461个碱基对,261个氨基酸,其中酸性多于碱性,故等电点pH4.8。PCNA对胰蛋白酶敏感,能被消化,不能被DNA酶和RNA酶破坏,加热56℃30min后失活。免疫组化技术证实存在两种PCNA:可溶性PCNA和不可溶性PCNA。可溶性PCNA存在于静止期和增殖期细胞中,与DNA松散结合或游离于核内,在细胞周期中不发生变化,易被去污剂洗脱,经甲醇处理的组织细胞中,这种PCNA消失。不溶性PCNA紧密结合于细胞核DNA复制特定位点上,在DNA复制过程中起重要作用,S期时其量发生明显变化,不易被去污剂洗脱,也不被甲醇破坏。Waseem等〔2〕从被免疫的小鼠体内分离出11种不同的抗PCNA单抗(PC1～PC11)。其中PC2、PC5、PC6、PC8、PC10、PC11能识别人PCNA,具有高度特异性,并能与常规石蜡切片的PCNA发生免疫反应。这些抗体已广泛用于病理学研究。
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2 PCNA在喉癌病理学研究中的应用
PCNA作为评估细胞增殖状态的指标在肿瘤研究中的应用日渐增多。检测组织中的PCNA常采用免疫组化法。PCNA阳性染色主要位于细胞核内,呈弥散性或局灶性。通常用PCNA指数评价肿瘤细胞的增殖活性,PCNA指数(PCNA LI)为每1000个肿瘤细胞中PCNA阳性细胞数所占百分比。为避免由于肿瘤异质性而引起的抽样误差,多应用半定量分级,其分级标准多为PCNA指数的中位数或人为划定的某一值(如25%、50%等)。
2.1 PCNA指数用于喉癌前病变研究 上皮组织细胞癌变是多因素综合作用的结果。在发展成恶性肿瘤前,需经历持续的癌前病变,喉癌前病变的研究对于喉癌的预防、治疗具有重要意义。Pignataro等〔3〕对喉癌前病变30例行显微内窥镜上皮剥脱术治疗,并采用免疫组化法检测PCNA表达,以研究其组织生物学行为,其中15例无复发,另15例复发并恶变,表明恶变组PCNA指数显著高于非恶变组。Urano等〔4〕应用免疫组化法检测声带单纯上皮增生、异常增生、声带息肉及浸润性鳞癌中PCNA和Ki67抗原表达,结果声带息肉、单纯增生组、轻中重度异常增生组、浸润癌组PCNA和Ki67抗原表达随着组织变异度的增加而增高,病变复发者和转化为浸润癌者PCNA和Ki67高表达。PCNA和(或)Ki67抗原高表达可能是预测声带癌前病变复发或恶变的指标。许多研究结果支持此结论。
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2.2 PCNA指数用于喉癌组织学分级及淋巴结转移研究 恶性肿瘤侵袭和转移是患者死亡的主要原因,肿瘤细胞增殖活性与癌症关系密切,肿瘤组织学分级对评价肿瘤的恶性程度具有重要意义。但目前的分级尚缺乏通用的标准,主观性较大。Lukomski等〔5〕对声门上喉癌22例的石蜡包埋组织进行免疫组化研究,结果表明,PCNA表达与病理分级、淋巴结转移相关,而与肿瘤体积无关。Golusinski等〔6〕认为PCNA指数与肿瘤分级、淋巴结转移相关。张庆慧等〔7〕研究显示低分化喉鳞状细胞癌组织PCNA指数高于高分化者,认为检测肿瘤细胞增殖活性对于判断喉癌恶性度有重要意义。Kram等〔8〕对103例喉鳞癌研究表明,PCNA表达与肿瘤组织学分级、恶性度有显著相关性,但与临床分期、淋巴结转移无关。对肝细胞癌I、Ⅱ、Ⅲ级中PCNA指数研究表明肝细胞癌的分化程度与PCNA指数密切相关,随病理分级的升高PCNA指数亦增高,PCNA指数是判断肝细胞癌分化程度较客观、简便的方法。
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2.3 PCNA指数用于判断喉癌的预后及复发 估测肿瘤预后的方法包括肿瘤的大小、分化程度、多形性和分裂象、癌细胞局部浸润程度等。Broich等〔9〕对42例声门癌患者PCNA指数和DNA定量分析,探讨两参数与术后肿瘤复发的关系。结果无复发组PCNA指数为0～18.9%(平均6.97%);复发组PCNA指数0～39.5%(平均16.35%)两组间差异有显著性(P<0.001)。Welkoborsky等[10]报告PCNA表达与肿瘤预后密切相关,PCNA能反映肿瘤生物学特性,通过检测可以发现肿瘤复发的高危患者,对治疗方案的选择具有指导意义。亦有PCNA与患者预后及生存率相关的报道[7]。Hake等[11]则认为PCNA与喉鳞癌术后复发无明显关系。
2.4 PCNA与其它参数的关系 PCNA作为研究肿瘤细胞增殖活性重要参数之一,已广泛用于各种肿瘤研究,与其它增殖力学各参数具有良好相关性。PCNA含量的变化与DNA合成的时相一致,近年的研究表明,PCNA 指数与DNA含量或指数显著相关。Gelusinski等[12]认为,PCNA和Ki67两参数的表达具有良好相关性,两参数与肿瘤的侵袭性密切相关。Urano等[4]和Zidar等[13]亦认为PCNA和Ki67有相关性。另有研究表明,PCNA和AgNORs相关。
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总之,PCNA在临床病理上具有很大的应用前景,多数学者认为原位检测喉癌中PCNA的表达比传统的依据形态学分化程度评价肿瘤细胞增殖活性和恶性程度更为客观可靠。随着研究的进一步深入,它作为细胞增殖的指标,方法简便,可用于估价肿瘤的预后和疗效,指导临床治疗,但至今仍尚无统一的评价细胞增殖活性的标准。另一方面由于组织固定等问题,有部分假阴性,使PCNA在临床研究中的应用受到限制,因此需对PCNA免疫组化作进一步研究。现已有部分学者对固定剂及标本制作方法进行了改进,增加了PCNA检测的准确性,提高了在临床研究中的应用价值。
参考文献
1 Miyachi K Tan EM.Autoantibody to a nuclear antigen in proliferating cells.J Immun,1978;121:2228
2 Wassem NH,Lane DP.Monoclonal antiboy anslysis of the proliferating cell nulear antigen(PCNA):Structural conservation and the detection of a nuclear.J Cell Sci,1990;96:121
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3 Pignataro LD,Broich G,Lavezzi AM,et al.PCNA-a cell proliferation marker in vocal chord cancer.Part I:Premalignant Laryngeal Lesions,1995;15(47):1517
4 Urano M,Iwata S,Takasu A,et al.An immunohistochemical study of proliferating cell nuclear antigen(PCNA)and MIB-1 in epithelial hyperplasia and dysplasia of the rocal cords.Nippon Jibiinkoka Gakkai Kaiho,1996;99(3):395
5 Lukomsk M,Jozefowicz-Korczynsda M,Kobos J.The prognostic value of modified quantitative classification and expression of monoclonal antibodies against PCNA in laryngeal neoplasm.Otolaryngol Pol,1995;49 (suppl 20):87
, 百拇医药
6 Golusinski W Szmeja I,Olofsson J,et al.Diagnostic and prognostic value of p53.Oncogene,1996;50(6):607
7 张庆慧,李延忠,刘景琴,等.喉癌细胞增殖活性与组织学恶性度及预后关系的研究.中华耳鼻咽喉科杂志,1995;30(2):305
8 Kram A. Domagala W.Proliferating cell nuclear antigen(PCNA) expression in laryngeal squamous cell earcinomar:An immunohistochemical study.Pol J Path,1996;47(4):183
9 Broich G,Lavezzi AM,Biondo B,et al.PCNA-a cell proliferation marker in vocal card cancer.Part Ⅱ:Recurrence in malignant laryngeal lesions.In Vivo,1996;10(2):175
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10 Welkoborsky HJ,Hinni M,Dienes HP,et al.Predicting recurrence and survival in patients with laryngeal cancer by means of DNA cytometry,tumor frond qrading,and proliferation markers.Ann Otol Rhinol Laryngol,1995;104(7):503
11 Hake R,Eckel H,von-Pritzbue E,et al.Value of monoclonal antibodies(PC10,MIB-1, P53 and LeuM1)for assessing the prognosis of patients with squamous epithelial carcinoma of the larynx after partial laser resection. Pathologe,1995;16(3):197
, 百拇医药
12 Golusinski W,olofsson J,Szmeja Z, et al.P53，PCNA and Ki67 in laryngeal cancer.Pol J Pathol,1996;47(4):175
13 Zidar N,Gale N,Cor A, et al.Expression of ki67antigen and proliferative cell nuclear antigen in benign and malignant epithelial lessions of the larynx.J Laryngol Otol,1996;110(5):440
(收稿日期 1999-01-11), 百拇医药
单位：王惠忠 山东侨联医院；祝惠芳 淄博市中心血站；栾信庸 山东医科大学附属医院
关键词：
山东医大基础医学院学报990221 栾信庸审校
增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)又称周期素(cyclin),是1978年Miyachi等〔1〕在系统性红斑狼疮患者血清中发现并提纯的一种自身抗原。PCNA是一种细胞周期调控蛋白,是DNA多聚酶δ的辅助蛋白,DNA合成必不可少的因子。在细胞核内阳性表达的高低与细胞增殖活性密切相关。在静止期细胞内其含量很少,G1晚期开始增加,S期达到高峰,G2、M期明显下降。近年来,应用免疫组织化学法检测肿瘤细胞的增殖活性,并已广泛应用于临床研究。国内外的学者将增殖细胞核抗原的表达与喉癌恶性度、侵袭性、转移等生物学特性联系起来,为喉癌增殖力学研究开创了新领域。
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1 PCNA的分子结构及生物学特征
PCNA是一种非组蛋白,在细胞核内合成,分子量在33～36kD之间。PCNA基因位于20号染色体上,含9461个碱基对,261个氨基酸,其中酸性多于碱性,故等电点pH4.8。PCNA对胰蛋白酶敏感,能被消化,不能被DNA酶和RNA酶破坏,加热56℃30min后失活。免疫组化技术证实存在两种PCNA:可溶性PCNA和不可溶性PCNA。可溶性PCNA存在于静止期和增殖期细胞中,与DNA松散结合或游离于核内,在细胞周期中不发生变化,易被去污剂洗脱,经甲醇处理的组织细胞中,这种PCNA消失。不溶性PCNA紧密结合于细胞核DNA复制特定位点上,在DNA复制过程中起重要作用,S期时其量发生明显变化,不易被去污剂洗脱,也不被甲醇破坏。Waseem等〔2〕从被免疫的小鼠体内分离出11种不同的抗PCNA单抗(PC1～PC11)。其中PC2、PC5、PC6、PC8、PC10、PC11能识别人PCNA,具有高度特异性,并能与常规石蜡切片的PCNA发生免疫反应。这些抗体已广泛用于病理学研究。
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2 PCNA在喉癌病理学研究中的应用
PCNA作为评估细胞增殖状态的指标在肿瘤研究中的应用日渐增多。检测组织中的PCNA常采用免疫组化法。PCNA阳性染色主要位于细胞核内,呈弥散性或局灶性。通常用PCNA指数评价肿瘤细胞的增殖活性,PCNA指数(PCNA LI)为每1000个肿瘤细胞中PCNA阳性细胞数所占百分比。为避免由于肿瘤异质性而引起的抽样误差,多应用半定量分级,其分级标准多为PCNA指数的中位数或人为划定的某一值(如25%、50%等)。
2.1 PCNA指数用于喉癌前病变研究 上皮组织细胞癌变是多因素综合作用的结果。在发展成恶性肿瘤前,需经历持续的癌前病变,喉癌前病变的研究对于喉癌的预防、治疗具有重要意义。Pignataro等〔3〕对喉癌前病变30例行显微内窥镜上皮剥脱术治疗,并采用免疫组化法检测PCNA表达,以研究其组织生物学行为,其中15例无复发,另15例复发并恶变,表明恶变组PCNA指数显著高于非恶变组。Urano等〔4〕应用免疫组化法检测声带单纯上皮增生、异常增生、声带息肉及浸润性鳞癌中PCNA和Ki67抗原表达,结果声带息肉、单纯增生组、轻中重度异常增生组、浸润癌组PCNA和Ki67抗原表达随着组织变异度的增加而增高,病变复发者和转化为浸润癌者PCNA和Ki67高表达。PCNA和(或)Ki67抗原高表达可能是预测声带癌前病变复发或恶变的指标。许多研究结果支持此结论。
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2.2 PCNA指数用于喉癌组织学分级及淋巴结转移研究 恶性肿瘤侵袭和转移是患者死亡的主要原因,肿瘤细胞增殖活性与癌症关系密切,肿瘤组织学分级对评价肿瘤的恶性程度具有重要意义。但目前的分级尚缺乏通用的标准,主观性较大。Lukomski等〔5〕对声门上喉癌22例的石蜡包埋组织进行免疫组化研究,结果表明,PCNA表达与病理分级、淋巴结转移相关,而与肿瘤体积无关。Golusinski等〔6〕认为PCNA指数与肿瘤分级、淋巴结转移相关。张庆慧等〔7〕研究显示低分化喉鳞状细胞癌组织PCNA指数高于高分化者,认为检测肿瘤细胞增殖活性对于判断喉癌恶性度有重要意义。Kram等〔8〕对103例喉鳞癌研究表明,PCNA表达与肿瘤组织学分级、恶性度有显著相关性,但与临床分期、淋巴结转移无关。对肝细胞癌I、Ⅱ、Ⅲ级中PCNA指数研究表明肝细胞癌的分化程度与PCNA指数密切相关,随病理分级的升高PCNA指数亦增高,PCNA指数是判断肝细胞癌分化程度较客观、简便的方法。
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2.3 PCNA指数用于判断喉癌的预后及复发 估测肿瘤预后的方法包括肿瘤的大小、分化程度、多形性和分裂象、癌细胞局部浸润程度等。Broich等〔9〕对42例声门癌患者PCNA指数和DNA定量分析,探讨两参数与术后肿瘤复发的关系。结果无复发组PCNA指数为0～18.9%(平均6.97%);复发组PCNA指数0～39.5%(平均16.35%)两组间差异有显著性(P<0.001)。Welkoborsky等[10]报告PCNA表达与肿瘤预后密切相关,PCNA能反映肿瘤生物学特性,通过检测可以发现肿瘤复发的高危患者,对治疗方案的选择具有指导意义。亦有PCNA与患者预后及生存率相关的报道[7]。Hake等[11]则认为PCNA与喉鳞癌术后复发无明显关系。
2.4 PCNA与其它参数的关系 PCNA作为研究肿瘤细胞增殖活性重要参数之一,已广泛用于各种肿瘤研究,与其它增殖力学各参数具有良好相关性。PCNA含量的变化与DNA合成的时相一致,近年的研究表明,PCNA 指数与DNA含量或指数显著相关。Gelusinski等[12]认为,PCNA和Ki67两参数的表达具有良好相关性,两参数与肿瘤的侵袭性密切相关。Urano等[4]和Zidar等[13]亦认为PCNA和Ki67有相关性。另有研究表明,PCNA和AgNORs相关。
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总之,PCNA在临床病理上具有很大的应用前景,多数学者认为原位检测喉癌中PCNA的表达比传统的依据形态学分化程度评价肿瘤细胞增殖活性和恶性程度更为客观可靠。随着研究的进一步深入,它作为细胞增殖的指标,方法简便,可用于估价肿瘤的预后和疗效,指导临床治疗,但至今仍尚无统一的评价细胞增殖活性的标准。另一方面由于组织固定等问题,有部分假阴性,使PCNA在临床研究中的应用受到限制,因此需对PCNA免疫组化作进一步研究。现已有部分学者对固定剂及标本制作方法进行了改进,增加了PCNA检测的准确性,提高了在临床研究中的应用价值。
参考文献
1 Miyachi K Tan EM.Autoantibody to a nuclear antigen in proliferating cells.J Immun,1978;121:2228
2 Wassem NH,Lane DP.Monoclonal antiboy anslysis of the proliferating cell nulear antigen(PCNA):Structural conservation and the detection of a nuclear.J Cell Sci,1990;96:121
, http://www.100md.com
3 Pignataro LD,Broich G,Lavezzi AM,et al.PCNA-a cell proliferation marker in vocal chord cancer.Part I:Premalignant Laryngeal Lesions,1995;15(47):1517
4 Urano M,Iwata S,Takasu A,et al.An immunohistochemical study of proliferating cell nuclear antigen(PCNA)and MIB-1 in epithelial hyperplasia and dysplasia of the rocal cords.Nippon Jibiinkoka Gakkai Kaiho,1996;99(3):395
5 Lukomsk M,Jozefowicz-Korczynsda M,Kobos J.The prognostic value of modified quantitative classification and expression of monoclonal antibodies against PCNA in laryngeal neoplasm.Otolaryngol Pol,1995;49 (suppl 20):87
, 百拇医药
6 Golusinski W Szmeja I,Olofsson J,et al.Diagnostic and prognostic value of p53.Oncogene,1996;50(6):607
7 张庆慧,李延忠,刘景琴,等.喉癌细胞增殖活性与组织学恶性度及预后关系的研究.中华耳鼻咽喉科杂志,1995;30(2):305
8 Kram A. Domagala W.Proliferating cell nuclear antigen(PCNA) expression in laryngeal squamous cell earcinomar:An immunohistochemical study.Pol J Path,1996;47(4):183
9 Broich G,Lavezzi AM,Biondo B,et al.PCNA-a cell proliferation marker in vocal card cancer.Part Ⅱ:Recurrence in malignant laryngeal lesions.In Vivo,1996;10(2):175
, 百拇医药
10 Welkoborsky HJ,Hinni M,Dienes HP,et al.Predicting recurrence and survival in patients with laryngeal cancer by means of DNA cytometry,tumor frond qrading,and proliferation markers.Ann Otol Rhinol Laryngol,1995;104(7):503
11 Hake R,Eckel H,von-Pritzbue E,et al.Value of monoclonal antibodies(PC10,MIB-1, P53 and LeuM1)for assessing the prognosis of patients with squamous epithelial carcinoma of the larynx after partial laser resection. Pathologe,1995;16(3):197
, 百拇医药
12 Golusinski W,olofsson J,Szmeja Z, et al.P53，PCNA and Ki67 in laryngeal cancer.Pol J Pathol,1996;47(4):175
13 Zidar N,Gale N,Cor A, et al.Expression of ki67antigen and proliferative cell nuclear antigen in benign and malignant epithelial lessions of the larynx.J Laryngol Otol,1996;110(5):440
(收稿日期 1999-01-11), 百拇医药