当前位置: 首页 > 期刊 > 《中国肺癌杂志》 > 2000年第1期
编号:10246492
微卫星不稳定性与NSCLC临床病理关系研究
http://www.100md.com 《中国肺癌杂志》 2000年第1期
     作者:徐燕杰 陈乐真 韩永 吕亚丽 钟梅

    单位:徐燕杰 韩永 陈乐真 吕亚丽 钟梅(解放军总医院病理科 北京,100853)

    关键词:非小细胞肺癌;病理学;染色体畸变;预后

    New Page 1【摘要】目的 明确非小细胞肺癌(NSCLC)中相关位点微卫星不稳定性(MSI)的发生率及其与临床病理指标和预后的相关性。方法 应用PCR-变性聚丙烯酰胺(PAG)技术检测94例NSCLC肿瘤组织及相应正常肺组织D3S1067,D3S659,D3S966及AR四个位点的MSI,并与患者临床病理指标及预后进行对比分析。结果 在所有病例中64.89%(61/94)呈现至少一个位点的MSI阳性。MSI阳性组与MSI阴性组相比较,其淋巴结转移率明显增高,差异有显著性意义(χ2=9.945,P=0.002)。MSI阳性患者的生存时间显著地低于MSI阴性患者(P=0.0001)。Cox回归模型分析显示,MSI对NSCLC患者是一个重要的预后判断因素(χ2=15.4126,P=0.0001),淋巴结转移在评估预后中也有一定意义(χ2=6.6108,P=0.0101)。结论 MSI与NSCLC患者的淋巴结转移有关,并且是其生存率和预后判断的一个重要因素。
, 百拇医药
    The relation between MSI and the clinicopathologic factors of NSCLC

    XU Yanjie,CHEN Lezhen,HAN Yong,LU Yali,ZHONG Mei

    (Department of Pathology,No.309 Hospital of PLA,Beijing 100091,P.R.China)

    【Abstract】Objective To explore the relationship between microsatellite instability (MSI) and various clinicopathologic factors in non-small cell lung cancer (NSCLC).Methods Ninety-four lung cancer specimens resected from patients with NSCLC were investigated.We used a very precise microdissection technique to obtain the genomic DNA from tumor tissue and paired normal tissue,followed by PCR amplification of 4 polymorphic genomic sequences (D3S1067,D3S659,D3S966 and AR).MSI and its relationship with clinicopathological factors were analyzed.Results Sixty-one of 94 (64.89%) NSCLC patients showed MSI at single or multiple loci.Statistically significant correlation was found between MSI and lymph node metastasis (χ2=9.945,P=0.002).MSI-positive patients had significantly shorter survival time than MSI-negative ones had (P=0.0001).Cox-proportional-hazard-regression-model analysis confirmed that MSI was a very important prognostic indicator for NSCLC patients (χ2=15.4126,P=0.0001),and lymph node metastasis had some prognostic significance in NSCLC patients (χ2=6.6108,P=0.0101).Conclusion MSI closely correlates with lymph node metastasis of NSCLC and it is a crucial factor in predicting the survival time and prognosis of NSCLC patients.
, http://www.100md.com
    【Key words】NSCLC Pathology Chromosome aberrations Prognosis

    在人类、动物及部分微生物的基因组中,存在着一些由寡核苷酸串联、重复顺序多为2~6?bp的短小单位,称作微卫星DNA(microsatellite DNA),其重复次数可达10~60次,总序列长度为数十至数百个碱基。人类基因组中约有5万~10万个微卫星DNA。微卫星DNA的突变、扩增或丢失,即称为微卫星不稳定性(microstatellite instability,MSI)[1,2]。我们采用PCR-变性聚丙烯酰胺(PAG)技术,选用D3S1067,D3S966,D3S659及AR四种微卫星探针,对94例非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者癌组织中的MSI进行观察,并与各种临床病理因素及肿瘤生物学行为进行对比分析,探讨上述位点的MSI与临床病理指标的关系及对NSCLC预后的判断意义。
, http://www.100md.com
    1 材料与方法

    1.1 病例来源 本组共有94例NSCLC患者,为解放军三零九医院及解放军总医院自1990~1997年间手术确诊的患者,收集其切除的肿瘤组织石蜡包埋标本。其中男性66例,女性28例,年龄24~73岁,中位年龄为55岁。按WHO 1981年分类,鳞癌53例,腺癌41例。按国际抗癌联盟(UICC)1986年PTNM术后组织学分类:高度分化(G1)20例,中度分化(G2)33例,低度分化(G3)41例;UICC 1986年临床病理分期:Ⅰ期39例,Ⅱ期28例,ⅢA期27例。肿瘤大小为0.5~13?cm(4.628?cm±2.213?cm)。淋巴结阳性者52例,淋巴结阴性者42例,随访时间2~144月(48.8月±18.6月),中位随访时间50月。截止最后随访时间时已有51例患者死亡,总生存率(overall survival rate)为45.7%。

    1.2 方法

    1.2.1 基因组总DNA的提取 DNA提取方法参考文献3。所有标本均制成10?μm切片,用二甲苯脱蜡5?min,共2次;梯度酒精水化,加入去离子水;1%(W/V)甲苯胺蓝染色1?min,30?s;在玻片上滴加一滴双蒸水,置于Olympus倒置显微镜下,选择无坏死区域,用显微镜操纵杆(其上有固定好的11号手术刀片)分别刮取约1?000个细胞的正常及肿瘤组织,放入0.5?ml的EP管中加入50?μl PK缓冲液(50?mmol/L Tris-HCl, pH8.8;0.5?mmol/L EDTA,pH8;0.5% Tween?20,PK?1?000?μg/ml);短暂离心,置于37℃下12~14?h,100℃水浴10?min,灭活PK后放入4℃冰箱备用。
, 百拇医药
    1.2.2 PCR 引物设计参照文献4~10(表1)。循环参数设定为变性94℃ 30?s,退火55℃ 90?s,延伸72℃ 60?s,循环周期为35周,循环结束后在72℃下延伸7?min。

    表1 引物序列

    Tab 1 Primer sequence

    Primer

    Primer sequence

    D3S1067

    5′-ATT TGC CAC CAT GCC TGG CTA G-3′

    5′-GAA GGG TCA CTT GAG TCT AGG AG-3′
, http://www.100md.com
    D3S966

    5′-TAC TCT CAC TGT TTC ATA TTA G-3′

    5′-CAC ATA GTA TGT CTC GGC TAA CAG-3′

    D3S659

    5′-CTG CAA GGT CTG TTT AAC AG-3′

    5′-AAT CAG GGA CAA GTT CC-3′

    AR

    5′-TCC GCG AAG TGA TCC AGA AC-3′

    5′-CTT GGG GAG AAC CAT CCT CA-3′
, 百拇医药
    1.2.3 结果判定 取PCR产物10?μl与10?μl电泳指示剂(95%甲酰胺,20?mmol/L EDTA,0.05溴酚蓝,0.05%二甲苯青)等量混合后,90℃变性10?min,冰浴1?min。于室温下行150?V电泳,当二甲苯青接近凝胶下缘时,停止电泳,取下凝胶银染。如果肿瘤组织相对正常组织出现电泳条带的增多或减少,则为MSI阳性,否则为阴性。

    1.2.4 数据处理 MSI阳性结果与各临床病理因素间比较采用χ2检验,P<0.05为有统计学意义。MSI阳性及阴性组生存曲线用Kaplan-Meier方法绘制,生存分析应用时序检验(Logrank test)。应用Cox回归模型(Cox-proportional-hazard-regression-model)对影响生存时间的各种因素进行分析,并采用向前逐步回归法,入选条件为P<0.05。数据的统计处理运用SAS软件包完成。

    2 结果
, 百拇医药
    2.1 NSCLC中MSI的发生频率 在所有94份标本中,共有61份MSI阳性,阳性率为64.89%,其中D3S1067位点阳性36份(38.30%),D3S966位点37份(39.36%),D3S659位点31份(32.98%),AR位点29份(30.85%)。13份表现为1个位点的MSI,33份表现为2个位点MSI阳性,8份为3个位点MSI阳性,7份为4个位点MSI全部阳性。MSI分析电泳结果见图1。t2801.gif (18872 bytes)

    图1 微卫星DNA D3S1067 PCR扩增后电泳图(银染法)

    5T,17T,23T,46T肿瘤组织条带增多,88T未见明显改变。

    Fig 1 Electrophoresis of microsatellite DNA D3S1067 PCR product (silver-staining method)
, 百拇医药
    5T,17T,23T,46T were MSI-positive,and 88T was MSI-negative.

    2.2 MSI与NSCLC临床病理因素的相关性 将所有病例分为MSI阳性、阴性两组,在此两组间进行临床病理因素分析,结果显示MSI与淋巴结转移密切相关,具有统计学意义(χ2=9.945,P=0.002)。MSI在患者年龄、性别、吸烟史、临床分期、肿瘤大小、肿瘤组织学类型、分化程度之间的差异无统计学意义(表2)。

    2.3 MSI与生存预后的关系 单变量生存分析比较MSI阳性和阴性组的生存率差异,结果显示MSI阳性组的患者生存率较MSI阴性组的生存率明显下降,差异具有显著性(P=0.0001)(图2)。

    2.4 Cox回归模型分析 对患者年龄、肿瘤大小、组织学类型、分级、淋巴结转移、分级、MSI等因素与患者生存情况进行分析。在全部病例中,MSI是判断预后的一个重要因素(P=0.0001),淋巴结转移状况也有预后判断价值(P=0.0101)(表3)。
, http://www.100md.com
    表2 MSI与NSCLC临床病理因素的关系

    Tab 2 Relation between MSI and clinicopathological factors of NSCLC

    Characteristics

    No.of patients

    P value

    MSI-positive

    MSI-negative

    (n=61)

    (n=33)

    Age
, http://www.100md.com
    ≤50 years old

    20

    12

    NS

    >50 years old

    41

    11

    Sex

    Male

    43

    23

    NS

    Female
, 百拇医药
    18

    10

    Smoking history

    With

    25

    15

    NS

    Without

    36

    18

    Stage

    Ⅰ

    25
, 百拇医药
    14

    Ⅱ

    17

    11

    NS

    ⅢA

    19

    8

    Histology

    Squamous carcinoma

    33

    20

    NS
, 百拇医药
    Adenocarcinoma

    28

    13

    Differentiation

    High(G1)

    10

    10

    Intermediate(G2)

    19

    14

    NS

    Low(G3)
, 百拇医药
    32

    9

    Lymph node metastasis

    With

    41

    11

    0.002

    Without

    20

    22

    (χ2=9.945)

    Tumor size
, http://www.100md.com
    ≤3 cm

    18

    12

    3.1~5.0 cm

    20

    10

    NS

    ≥5.1 cm

    23

    11

    NS=no significantt2901.gif (2351 bytes)
, http://www.100md.com
    图2 MSI阳性组及MSI阴性组生存曲线比较

    Fig 2 Kaplan-Meier curve for MSI-negative and MSI-positive groups

    3 讨论

    微卫星不稳定性是基因组中短片段重复序列的突变[1]。这种现象与肿瘤的关系最早见于散发性结直肠癌及遗传性非息肉性结直肠癌的报道[2]。它反映了由于错配修复基因异常导致多发的DNA复制错误(replication errors,RER),这种现象被认为可能是一种不同于传统理论中癌基因、抑癌基因相互作用的新的肿瘤发病机制[11]

    表3 影响NSCLC的多变量Cox回归模型分析结果

    Tab 3 Multivariate Cox-regression model analysis for NSCLC
, http://www.100md.com
    Factors

    χ2

    P value

    Age

    2.7729

    0.0959

    Tumor size

    2.2377

    0.1347

    Histology

    0.5849

    0.4444
, 百拇医药
    Differentiation

    3.0907

    0.0787

    Lymph node metastasis

    6.6108

    0.0101

    TNM stage

    1.1186

    0.2902

    MSI

    15.4126

    0.0001
, http://www.100md.com
    1993年Peltomaki[12]首先研究了NSCLC中的MSI,在85例NSCLC中发现2例呈MSI阳性,染色体为1p。Fong等[13]对108例NSCLC的研究发现,6.5%(7/108)的病例MSI阳性,他选择的染色体位点有5q,9p,9q,11p及18p。Mao等[14]的研究结果与其类似:9%(2/23)的NSCLC出现MSI,研究所涉及到的染色体有4,6,12,14,19号及X性染色体。

    本组研究结果表明64.89%(61/94)的NSCLC患者出现了至少一个位点的MSI,我们选择了4种MSI标记物:D3S1067(3p21.3-22),D3S966(3p21.3),D3S659(3p13)和AR(Xq11-12)。本组的MSI阳性率明显高于上述作者的报道而与Shridhar[15]、Adachi[4]、Rosell[5]及Pifarre[6]等的研究发现类似,他们的MSI阳性率分别为34%(13/38),29%(16/55),69(24/35),66%(42/64)。而上述作者所研究的染色体位点均涉及3p,2p及AR,由此可以看出,此三个位点的MSI可能与NSCLC的关系密切,目前已发现的错配修复基因hMSH2和hMLH1分别位于2p21-22和3p21.3-23上[7,8]。而上述其他染色体位点的MSI似乎与NSCLC无明显相关。
, 百拇医药
    关于MSI与NSCLC临床病理因素的关系文献报道不一。Adachi等[4]发现,MSI与组织学分型无关,与临床分期有关(P=0.0359)。在其他作者的研究中,未见MSI与各临床病理因素间有显著相关[13~15]。本组研究表明:所选择的4个位点的MSI与患者年龄、性别、吸烟史、肺癌临床分期、肿瘤大小、组织学类型、分化程度无明显相关。该结论与大多数作者的结论基本相同。但是我们发现MSI与肿瘤淋巴结转移密切相关(P=0.002),即MSI阳性组的淋巴结转移率明显高于MSI阴性组。

    Sekine等[9]发现MSI阳性者的肿瘤浸润血管现象要高于MSI阴性者。而本组研究发现MSI阳性组淋巴结转移率高,这表明MSI与NSCLC肿瘤细胞恶性转化有关,提示MSI可以作为评价NSCLC生物学行为的一个指标,选择合适的MSI探针进行检测有可能成为NSCLC早期诊断及判断有无复发的新方法。

    Rosell等[5]发现NSCLC中MSI阳性者的生存率远低于MSI阴性者,MSI是影响预后的首要因素,其次是胸膜浸润(P=0.05)。我们的研究结果表明,MSI阳性组的生存率比MSI阳性组显著降低。在多变量Cox回归模型分析中,MSI是影响NSCLC患者预后的一个重要因素,而淋巴结转移也具有预后判断价值。因此我们认为MSI与NSCLC患者预后呈显著负相关,检测其表达对评估NSCLC生物学行为,判断患者预后有重要意义。
, http://www.100md.com
    参考文献

    1,Weisenbach J,Gryapay G,Dib C,et al.A second generation linkage map of the human genome.Nature,1992,359(6398)∶794-801.

    2,Aaltonen LA,Peltomaki P,Leach FS,et al.Clues to the pathogenesis of familial colorectal cancer.Science,1993,260(3)∶812-816.

    3,Bianchi AB,Navone NM,Conti CJ.Detection of loss of heterozygosity in formalin-fixed paraffin-embedded tumor specimens by the polymerase chain reaction.Am J Pathol,1991,138(2)∶279-284.
, 百拇医药
    4,Adachi JL,Shiseki M,Okazaki J,et al.Microsatellite instability in primary and metastatic lung carcinomas.Genes Chromosome & Cancer,1995,14∶301-306.

    5,Rosell R,Piffarre A,Monzom,et al.Reduced survival in patients with stage Ⅰ non-small cell lung cancer associated with DNA-replication errors.In J Cancer (Pred Oncol),1997,74∶330-334.

    6,Pifarre A,Rosell R,Monzo M,et al.Prognostic value of replication errors on chromosomes 2p and 3p in non-small cell lung cancer.Br J Cancer,1997,75(2)∶184-189.
, 百拇医药
    7,Fishel R,Kolodner R,Liskay M,et al.Mutation in the DNA mismatch repair gene homologue hMLH1 is associated with hereditary nonpolyposis colon cancer.Nature,1994,368(6468)∶258-261.

    8,Fishel R,Lescoe MK,Rao MRS,et al.The human mutator gene homolog MSH2 and its association with hereditary nonpolyposis colon cancer.Cell,1993,75(12)∶1027-1038.

    9,Sekine I,Yokose J,Ogura T,et al.Microsatellite instability in lung cancer patients 40 years of age or younger.Jpn J Cancer Res,1997,88(6)∶559-563.
, http://www.100md.com
    10,Miozzo M,Sozzi G,Musso K,et al.Microsatellite alterations in bronchial and sputum specimens of lung cancer patients.Cancer Res,1996,56(5)∶2285-2288.

    11,Parsons R,Li GM,Longley MJ,et al.Hypermutability and mismatch repair deficiency in RER+ tumor cells.Cell,1993,75(12),1227-1236.

    12,Peltomaki P,Lothe RA,Aaltonen LA,et al.Microsatellite instability is associated with tumors that characterize the hereditary non-polyposis colorectal carcinoma syndrome.Cancer Res,1993,53(12)∶5853-5855.
, 百拇医药
    13,Fong KM,Zimerman PV,Smith PJ.Microsatellite instability and other molecular abnormalities in non-small cell lung cancer.Cancer Res,1995,55(1)∶28-30.

    14,Mao L,Lee DJ,Jockman MS,et al.Microsatellite alterations as clonal markers for the detection of human cancer.Proc Natl Acad Sci USA,1994,91(10)∶9871-9875.

    15,Shridhar V,Siegfried J,Hunt J,et al.Genetic instability of microsatellite sequences in many non-small cell lung carcinomas.Cancer Res,1994,54(4)∶2084-2087.

    收稿日期:1999-11-12

    修回日期:2000-02-13, http://www.100md.com