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编号:10227338
肺癌组织中血管内皮生长因子表达的定量研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1999年第8期
     作者:师恩祎 姜浩 许顺 殷洪年 都春妍

    单位:师恩祎 许顺 殷洪年 都春妍 (110001 沈阳,中国医科大学附属第一医院胸外科);姜浩 (中国医科大学附属第二医院)

    关键词:肺肿瘤;血管内皮生长因子;流式细胞术

    中华医学杂志990814 【摘要】 目的 研究肺癌组织中血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平(FI)及其与肿瘤微血管密度(MD),细胞增殖活性(PI)和淋巴结转移的关系。方法 应用流式细胞术和免疫组织化学技术对53例手术标本进行检测,进行单参数分析和免疫荧光显微镜观察。结果 肺癌组织中VEGF高表达,VEGF表达阳性肿瘤中,MD和PI明显增高(P<0.05和P<0.01),FI和MD、PI显著正相关(P<0.01)。MD和PI无相关性(P>0.05)。VEGF表达水平在淋巴结转移组肿瘤中明显增高(P<0.01),同侧纵隔淋巴结(N2)转移组高于局部淋巴结(N1)转移组(P<0.05),淋巴结转移灶明显高于原发灶(P<0.01),Logistic回归显示随VEGF表达水平增加,淋巴结转移的危险度显著增大(P<0.01)。结论 VEGF在肺癌生长和转移过程中发挥重要作用。
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    Quantitative study of vascular endothelial growth factor expression in primary lung cancer

    SHI Enyi JIANG Hao XU Shun et al.

    (First Affiliated Hospital,China Medical University,Shenyang 110001)

    【Abstract 】 Objective To study the expression levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its relation with intratumoral microvessel density(MD),cellular proliferation activity(PI),and lymph node metastasis of primary lung cancer.Methods Surgical samples of 53 patients with primary lung cancer were measured.The VEGF was immunofluorescence stained with VEGF polyclonal antibody.The propidium iodide was used to stain cellular DNA.VEGF expression levels and DNA content were analyzed quantitatively using flow cytometry.Intratumoral microvessel density was detected by factor VIII polyclonal antibody using immunohistochemistry.Results VEGF expression levels (FI) were high in lung cancer (1.3±0.6,positive ratio 73.58%).The cellular proliferation activity (PI) in VEGF-positive tumors was significantly higher than that in VEGF-negative tumors (29.8%±9.2 %vs 18.7%±6.5%,P<0.01 ).The intratumoral microvessel density (MD) in VEGF-positive tumors was higher than that in VEGF-negative tumors (19.4±11.3 vs 12.3±8.0,P<0.05 ).No association was found between the MD and PI (r= 0.169,P>0.05).The VEGF expression levels in lung cancer tissues with lymph node metastasis (n=33) were significantly higher than that in those without lymph node metastasis (n= 20) (1.5±0.6 vs 1.0±0.5,P<0.01).Conclusion VEGF plays an important role in the growth and metastasis of lung cancer.
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    【Key words】 Lung cancer Vascular endothelial growth factor (VEGF) Flow cytometry

    血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是高度特异和高效的血管调控因子,其在多种肿瘤组织中呈高表达,并与肿瘤的生长密切相关[1]。目前,对肺癌中VEGF的表达的研究尚少。作者应用流式细胞术对肺癌中的VEGF表达进行定量研究,旨在探讨其表达水平与肿瘤血管生成、细胞增殖活性和淋巴结转移的关系。

    对象和方法

    一、对象

    选取53例自1998年3月至1998年8月在中国医科大学第一、二附属医院确诊为原发性肺癌并进行手术切除及纵隔淋巴结廓清的患者(诊断均经术后病理证实)。其中男30例,女23例,平均年龄53.5岁(33~75岁)。鳞癌11例,腺癌25例,大细胞癌7例,小细胞癌6例,腺鳞癌4例。术后立即将肿瘤,瘤旁正常肺组织(距离肿瘤5 cm以上)及廓清之淋巴结(所取淋巴结中24例证实为癌转移)标本投入液氮,-80 ℃深低温冰箱保存。
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    二、方法

    1.VEGF免疫荧光染色样品的制备[2]:(1)切取组织块,网撮法制备单细胞悬液。(2)取1×106/ml 细胞悬液,磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤后悬浮于染色液(PBS+0.1%tritonX-100+10%山羊血清)中30分钟,以增加细胞膜的通透性,并封闭非特异性抗体结合部位。间接免疫荧光法标记,加入染色液1∶40稀释的兔抗人VEGF IgG多抗(美国Santa Cruz公司)40 μl,37 ℃孵育60分钟。PBS洗涤后加入染色液1∶40稀释的FITC标记的羊抗兔IgG多抗(美国Jackson公司)40 μl,避光室温孵育30分钟,PBS洗涤,除去未结合的荧光抗体,将细胞重新悬浮于1 ml PBS中,过滤后上机检测。每次检测除以同一患者正常肺组织作为正常对照外,还设阴性对照和阳性对照。如有淋巴结标本也同时检测(以3例正常淋巴结作为淋巴结标本的正常对照,设阴性及阳性对照)。荧光染色之后,将细胞涂片,在荧光显微镜下观察,可见细胞发出绿色荧光,主要分布于细胞浆内。
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    2.DNA含量检测样品的制备:(1)按前述方法制备单细胞悬液。⑵取1×106/ml单细胞悬液,70%乙醇固定1小时,洗涤后加入200μl 200μg/ml RNA酶(邦定公司)37 ℃作用30分钟,加入碘化丙啶(PI)(美国Santa Cruz公司)溶液(每100 ml含PI 5mg,tritonX-100 1 ml,生理盐水65ml,枸橼酸钠100 mg)避光染色30分钟,上机检测。

    3.流式细胞仪检测方法:采用FACS-CAN型流式细胞仪(美国B.D公司)检测,进行单参数分析,所测数据,图形输入HP-300Consort30计算机,应用相应软件处理,测量前以鸡红细胞作为标准品调校仪器的CV值在5.0%以内。

    4.肿瘤微血管免疫组织化学染色: 肿瘤标本制成5 μm厚石蜡切片。以兔抗人VIII因子相关抗原(美国Zymed公司)作为一抗,标准SP法行免疫组织化学染色(SP试剂盒购于中山公司),设阳性及阴性对照,苏木素复染。
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    5.VEGF表达的定量分析:按Morkve等[3]提出的分析方法,以荧光指数(FI)表示VEGF表达水平。FI=(瘤细胞VEGF平均荧光强度-对照平均荧光强度)/正常对照VEGF平均荧光强度,FI>1.0为VEGF表达阳性,FI≤1.0为阴性。发生转移的危险度(P/1-P)和概率P可用如下公式估算:

    Log(P/1-P)=-1.8594+1.877x

    P = e-1.859 4+1.877x/(1+e-1.859 4+1.877x),x为肿瘤VEGF表达的FI值。

    6.细胞增殖活性的分析方法:应用Modifat细胞周期分析软件,计算DNA组方图各时相分布的百分比,以增殖指数(PI)表示增殖活性[4]

    PI=(S+G2M)/(G0/G1+S+G2M)×100%
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    7.肿瘤微血管计数:切片在不知任何详细资料的情况下计数。低倍镜下(40倍和 100倍)确定微血管最多的视野,高倍镜下(20倍物镜,10倍目镜,每个视野为0.7386 mm2)由3人分别计数微血管数,取平均值为微血管密度(microvessl density,MD)[5]

    8.统计学处理:所测数据用SAS统计软件包进行t检验,方差分析,相关分析和Logistic回归分析,以±s表示。

    结果

    1.VEGF在肺癌中的表达:53例肺癌VEGF表达的平均FI为1.3±0.6,阳性39例,阴性14例,阳性率74%(39/53)。经方差分析,在5种病理类型之间,FI值差异没有显著意义(F=0.44,P>0.05,表1)。
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    表1 各类型肺癌中VEGF的表达 病理类型

    例数

    FI

    VEGF表达(例数)

    阳性

    阴性

    鳞癌

    11

    1.2±0.5

    8

    3

    腺癌

    25
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    1.3±0.6

    18

    7

    大细胞癌

    7

    1.6±0.6

    6

    1

    小细胞癌

    6

    1.5±0.8

    4

    2
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    腺鳞癌

    4

    1.3±0.7

    3

    1

    注:各类型肺癌间FI值差异无显著意义,F=0.44,P>0.05

    2.VEGF表达水平与肺癌细胞增殖活性、肿瘤微血管密度的关系:肿瘤微血管内皮细胞染成棕黄色。53例肺癌平均PI为(26.8±9.9)%,MD为18±10,VEGF表达阳性肿瘤(39例)平均PI为(30±9)%,MD为19±11,VEGF表达阴性肿瘤(14例)平均PI为(18±6)% ,MD为12±8,两组比较差异有非常显著意义(t=4.136,P<0.01和t=2.154,P<0.05),相关分析显示VEGF表达水平与PI和MD显著正相关(r=0.687,P<0.01;r=0.390,P<0.01),PI和MD之间无相关性(r=0.169,P>0.05)。
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    3.VEGF表达水平与肿瘤淋巴结转移的关系:病理证实本组病例中无淋巴结转移20例,发生淋巴结转移33例,其中发生同侧纵隔淋巴结(N2)转移15例,仅发生局部淋巴结(N1)转移18例。 淋巴结转移组FI为1.5±0.6,无淋巴结转移组FI为1.0±0.5,两组间差异有显著意义(t=3.166, P<0.01)。局部淋巴结(N1)转移组FI为1.3±0.6,同侧纵隔淋巴结(N2)转移组FI为1.8±0.5,两组间差异有显著意义(t=2.092,P<0.05)。24例病理证实的淋巴结转移癌组织中VEGF表达的平均FI为2.2±1.0,阳性率为83%(20/24),经配对t检验,转移灶表达水平显著高于相应原发灶(t=3.671,P<0.01)。Logstic回归分析表明VEGF表达水平是肺癌发生淋巴结转移的显著影响因素(P<0.01)。

    当一个肺癌VEGF表达的FI=1.0时,其发生转移的概率P=0.505,当FI=1.5时,P=0.732。每随FI值增加0.1,其发生淋巴结转移的危险度增大1.206倍。
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    讨论

    正常组织在生理状态下也有微量VEGF表达,因此检测肿瘤组织中VEGF的表达水平比表达本身更有意义[6]。本研究结果显示,肺癌中VEGF高表达,阳性率73.6%,略高于国外应用免疫组织化学等的研究结果[7],其表达水平与肺癌病理类型无关。

    本研究结果还显示,肿瘤微血管密度在VEGF表达阳性肿瘤中增高(P<0.05),而且肿瘤VEGF表达水平与之呈显著正相关(P<0.01)。已经证明肿瘤血管形成是多种血管生长因子作用的结果[7]。本研究表明VEGF作为高效的血管调控因子,在肺癌肿瘤血管形成中发挥重要作用。

    本研究显示,在VEGF表达阳性肿瘤中肿瘤细胞增殖活性显著增强(P<0.01),而且肿瘤细胞增殖指数(PI)和VEGF表达水平(FI)显著正相关(P<0.01)。但在肿瘤微血管密度(MD)和细胞增殖指数(PI)之间并无相关性(P>0.05)。说明VEGF在促进肿瘤血管生成和肿瘤细胞增殖存在不同的调控机制。一些肿瘤细胞膜上VEGF受体的发现[8],提示VEGF可能作为肺癌的一种“自分泌”生长因子直接促进肿瘤细胞的增殖。
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    本研究结果显示,随着VEGF表达水平的增加,发生淋巴结转移的危险度显著增加(P<0.01)。结果表明VEGF在肺癌淋巴结转移过程中发挥重大作用,VEGF表达水平的增加,不仅使肿瘤易发生淋巴结转移,而且转移的范围也加大。由于本组病例均无远隔转移,因此VEGF表达与血行转移的关系尚待进一步随访。在血液和淋巴循环交叉的情况下,血管生长可以直接影响肿瘤的淋巴结转移[7]。本研究还发现,在淋巴结转移的癌组织中VEGF的表达水平显著高于原发灶。Ellis等[9]发现VEGF在结肠癌转移细胞株中表达比无转移细胞株高。在对肺癌组织切片进行免疫组化染色时,也见VEGF的表达在整个病灶并不均一[7]。这提示,在肺癌组织中可能存在着VEGF表达水平不同的细胞亚群,VEGF表达水平高的细胞亚群具有更大的侵袭力和转移倾向,可以发生选择性的转移,这就使得淋巴结转移灶更多是由VEGF表达水平高的癌细胞构成,因此转移灶中VEGF的表达水平比原发灶高。VEGF促进肿瘤淋巴结转移可能存在着不依赖于肿瘤血管形成的其它机制。
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    总之,本研究显示VEGF可以促进肺癌的生长和淋巴结转移,VEGF表达水平可以作为判断肺癌恶性程度的参考,也可能成为一个新的预后指标,VEGF可能成为抑制肺癌生长和防治肺癌淋巴结转移的生物靶点[10]

    参考文献

    1 Folkman J.Angiogenesis in cancer,vascular,rhenmatoid and other disease.Nature Med,1995,1:27.

    2 左连富,主编.流式细胞样品制备技术.北京:华夏出版社, 1991.14-19.

    3 Morkve O, Leaerum OD.Flow cytometry measurement of P53 protein expression and DNA content in paraffin embedded tissue from bronchial carcinoma.Cytometry,1991,12:438-441.
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    4 董玉昌,左连富,丁文元,等.骨肉溜、骨巨细胞瘤p53基因蛋白表达的定量研究.中华骨科杂志,1996,16:325.

    5 Windner N,Semple JP,William R,et al.Tumor angiogenesis and metastasis-correlation in invasive breast carcinoma.N Engl J Med,1991,324:1-8.

    6 Boocock CA,Charnock- Jones DS,Sharkey AM,et al.Expression of vascular endothelial growth factor and its receptors flt and KDR in ovarian carcinoma.J Natl Cancer Inst,1995,87:506-516.

    7 Mattern J,Koomagi R, Volm M,et al.Vascular endothelial growth factor expression angiogenesis in non-small cell lung carcinomas.Int J Oncol,1995,6:1059-1062.
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    8 Gitay-goren H,Halaban R,Neufeld G,et al.Human melanoma cells but not normal melanocytes express vascular endothelial growth factor receptors.Biochem Biophys Res Commun,1993,190:702-709.

    9 Ellis LM,Liu W.Vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and alternate splicing in non-metastatic and metastatic human colon cancer cell lines.Proc Am Assoc Cancer Res,1995,36:88.

    10 Ostap Melnyk,Mare A,Shuman MA,et al.Vascular endothelial growth factor promotes tumor dissemination by a mechanism distinct from its effect on primary tumor growth.Cancer Res,1996,56:921-924.

    (收稿:1998-11-16 修回:1999-04-19), 百拇医药