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编号:10264958
喉癌EGFR和PCNA表达及DNA含量的研究
http://www.100md.com 《临床耳鼻咽喉科杂志》 2000年第3期
     作者:凌玲 周敏妤 王辉萼

    单位:凌玲(浙江大学附属第一医院耳鼻咽喉科 杭州,310003);周敏妤(浙江大学附属第一医院耳鼻咽喉科 杭州,310003);王辉萼(浙江大学附属第二医院耳鼻咽喉科 杭州,310003)

    关键词:喉肿瘤;鳞状细胞癌;表皮生长因子受体;增殖细胞核抗原;DNA含量

    临床耳鼻咽喉科杂志000301 摘 要:目的:研究喉鳞癌中表皮生长因子受体(EGFR)、增殖细胞核抗原(PCNA)的表达和DNA含量,分析各指标间的相关性及与喉癌临床生物学行为和预后的关系。方法:用免疫组化SP法和图像分析仪检测正常喉粘膜、喉鳞癌的EGFR、PCNA和DNA指数(DI),结合临床资料进行分析。结果:喉鳞癌的EGFR的阳性表达率为54.8%,与正常喉组织的差异有统计学意义(P<0.01),但EGFR的阳性表达与喉癌的病理分级和5年生存率无显著相关。而PCNA阳性表达和DI则随肿瘤分化程度的降低而相应增高(P<0.05)。两指标高者生存时间短,预后差(P<0.05)。结论:EGFR的表达与喉癌的发生有一定关系,其过度表达可能为具有高度癌变危险的癌前病变提供早期诊断的辅助指标。肿瘤恶性程度的判断和预后评价则以检测PCNA的同时配以DNA含量测定更有价值。
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    Expression of EGFR and PCNA, and DNA content in

    squamous cell carcinoma of larynx

    LING Ling ZHOU Min-yu

    ( Department of Otolaryngology , First Affiliated Hospital, Zhejiang Medical University, Hangzhou 310003)

    WANG Hui-e

    (Department of Otolaryngology,Second Affiliated Hospital,Zhejiang Medical University)
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    Abstract:Objective:To investigate the expression of epidermal growth factor (EGF), proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and DNA index (DI) in laryngeal carcinoma,to analyse the correlation between these index and the biological characteristics of laryngeal carcinoma and their values of clinical prognosis. Method: Immunohistochemical staining was used to detect the expression of EGFR and PCNA in laryngeal cancer and normal tissue, and with MIPS-I image analysis system DNA contents of cancer cell were measured and made out DNA index. Result:The positive rate of EGFR in laryngeal carcinoma was 54.8%, and it was negative in all 10 normal laryngeal mucosa specimens (P <0.01). The expression of EGFR did not correlate with histological grading and 5-years survial rate (P >0.05), The positive expression of PCNA and DNA contents in the laryngeal carcinoma were increased with the decrease of tumorous differentiation (P <0.05). With the increasing of PCNA positive expression and DI, the prognosis of the patients were poorer (P <0.05). Conclusion:EGFR may be related to the process of carcinogensis in laryngeal carcinoma and was used as an early biomarker identifying premalignant lesions which had the greatest risk of carcingesis. PCNA and DI were simultaneously detected can be used as the prediction of tumor malignancy and prognosis.
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    Key words:Laryngeal neoplasm Squamous cell carcinoma Epidermal growth factor receptor Proliferating cell nuclear antigen DNA conten▲

    喉癌是耳鼻咽喉科的最常见肿瘤之一,恶性肿瘤的发生、发展与细胞过度增殖有关。而表皮生长因子在调节细胞分化、增殖、维持上皮完整性中扮演着重要角色,一旦其表达异常可能会导致癌的发生。本研究用免疫组化方法和图像分析技术检测正常喉粘膜、喉癌的表皮生长因子受体(EGFR)、增殖细胞核抗原(PCNA)和DNA指数(DI),结合临床资料探讨各指标的相关性及对喉癌临床生物学行为的影响。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    选自我院1989年8月~1993年10月住院的临床资料完整经手术切除的喉癌标本31例;尸解喉粘膜正常10例。所有标本均经10%甲醛固定,常规石蜡包埋,HE染色,由病理医师进行病理诊断、分类,其中,高分化鳞癌11例,中分化鳞癌12例,低分化鳞癌8例。按1987年UICC标准TNM分期。
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    1.2 方法

    采用免疫组化SP法测定EGFR和PCNA。鼠抗人EGFR单克隆抗体为美国Sigma公司产品;鼠抗人PCNA单克隆抗体和SP试剂均购自福州迈新公司。EGFR抗体工作浓度1∶800,PCNA抗体工作浓度1∶50。用已知EGFR和PCNA阳性切片为阳性对照,PBS代替一抗作阴性对照。切片常规Feulgen染色,用MIPS-I型自动图像分析仪行细胞核DNA测定并计算DI。DI代表G0/G1期癌细胞的平均DNA含量与G0/G1基准细胞的二倍体DNA含量的比值。

    1.3 结果判定

    细胞膜或胞浆呈棕黄色为EGFR阳性细胞;细胞核显示棕黄色为PCNA阳性细胞,并根据阳性细胞数占视野中细胞总数的百分比≤50%为PCNA弱表达,>50%为PCNA强表达。
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    1.4 统计学处理

    计数资料采用χ2检验 及Fisher′s精确检验;计量资料用t检验;相关性用等级相关分析。

    2 结果

    2.1 EGFR在喉鳞癌中的表达及与临床病理特征的关系

    EGFR在喉癌组织中的阳性表达率为54.8%(17/31), 阳性信号位于细胞膜和细胞浆,呈棕黄色(图1)。正常喉组织EGFR表达阴性。两者有显著性差异(P<0.01) 。EGFR阳性表达在喉癌细胞分化程度、临床分期及预后等方面的差异无统计学意义(P>0.05,见表1)。

    表1 EGFR、PCNA和DI表达与喉癌临床病理特征的关系

    例数
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    EGFR

    PCNA表达

    DI(±s)

    -

    +

    高度

    低度

    喉癌分区

    声门上

    12

    5

    7
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    8

    4

    2.79±0.45

    声门

    19

    9

    10

    9

    10

    2.44±0.50

    临床分期

    Ⅰ~Ⅱ

    11
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    5

    6

    3

    8

    2.36±0.57

    Ⅲ~Ⅳ

    20

    9

    11

    14

    6

    2.69±0.43

    细胞分化
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    高

    11

    5

    6

    2

    9

    2.25±0.48

    中

    12

    6

    6

    9

    3

    2.60±0.38
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    低

    8

    3

    5

    6

    2

    2.98±0.41

    淋巴转移

    有

    15

    8

    7

    10

    5
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    2.66±0.45

    无

    16

    6

    10

    7

    9

    2.49±0.55

    生存期

    <5年

    16

    7

    9

, 百拇医药     12

    4

    2.74±0.42

    ≥5年

    13

    6

    7

    5

    8

    2.35±0.52

    图1 EGFR阳性表达信号位于癌细胞的胞浆和胞膜

    2.2 PCNA在喉鳞癌中的表达及与临床病理特征的关系
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    31例喉癌PCNA表达均为阳性表达。高分化鳞癌PCNA阳性细胞数少,主要分布癌巢周边的基底样细胞层;中分化鳞癌PCNA阳性细胞数增多,可见巢状或片状分布;低分化鳞癌PCNA阳性细胞数明显增多,有的呈弥漫性分布(图2~4)。正常喉组织未见PCNA阳性表达。PCNA强表达与细胞分化程度、临床分期及预后显著相关(P<0.05,见表1)。

    图2 PCNA在高分化鳞癌中的阳性表达

    图3 PCAN在中分化鳞癌中的阳性表达

    图4 PCAN在低分化鳞癌中的阳性表达
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    2.3 DNA指数与喉癌及临床病理特征的关系

    喉鳞癌细胞DI值为2.57±0.50,正常喉粘膜上皮细胞DI值为1.00±0.20,两者有显著性差异(P<0.01)。DI值与细胞分化程度及患者生存期相关(P<0.05,见表1)。

    2.4 EGFR、PCNA及DI之间的关系

    EGFR与PCNA的关系见表2。经Fisher′s检验两组表达无显著性差异 (P>0.05)。PCNA高表达与DI的关系经等级相关分析两者呈正相关关系(r=0.587,P<0.01)。

    表2 PCNA与EGFR表达的比较 PCNA表达

    EGFR

    P值
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    +

    -

    高度

    低度

    11

    6

    6

    8

    >0.05

    3 讨论

    EGFR是原癌基因c-erbB-1(也称HER-1)的表达产物,是一种细胞膜受体,它在肿瘤形成中的作用日渐受到人们的重视。 EGFR本身具有蛋白激酶活性,并能相当有效地激活该酶。当EGFR与配体结合后,主要反应是活化酪氨酸激酶(TK),进而通过胞内一系列生化反应将表皮生长因子的刺激信号传到核内,对细胞的生长和分化产生调节作用。研究表明许多肿瘤组织中都有 EGFR的表达〔1~8〕。本资料显示喉癌组织的EGFR表达水平明显高于正常(P<0.01),提示EGFR的过度表达可能在喉鳞癌的发生和发展中起着重要的作用。EGFR细胞内区段的选择性扩增及相应的TK活性区的非生长因子的依赖性表达可能是正常细胞转化成恶性细胞的一种机制〔1〕。但EGFR参与细胞转化的具体机制还不十分清楚,许多学者认为可能与 EGFR的持续激活有关。除表现为EGFR的基因扩增和异常表达,使细胞表面EGFR密度增加及其配体通过自或旁分泌作用与EGFR结合使其磷酸化外,也可能与EGFR结构异常使受体分子在没有配体刺激的情况下持续磷酸化有关〔2〕。此外,一些学者认为EGFR与癌基因c-erbB-2同属I型生长因子受体家族,二者在氨基酸序列上具有高度同源性。当erbB-2分子自身磷酸化后其胞内区也具有TK活性〔3〕。它们在蛋白结构上的相似和功能上的统一,意味着c-erbB-2与EGFR在肿瘤的发生和发展中可能存在协同作用。由于EGFR异常表达的原因复杂,长期以来,EGFR表达与肿瘤生长速度、组织分化程度、淋巴结转移及患者预后的关系尚有争议。Castellani等〔4〕认为乳腺癌中的EGFR表达与淋巴结受累、肿瘤细胞分化及预后密切相关。Scambia等〔5〕发现EGFR的表达与喉癌的分化程度相关,而与肿瘤部位、T分期、淋巴结转移无相关性。Dittadi等〔6〕在肺癌和Porschen等〔7〕在结肠癌中认为EGFR与肿瘤部位、T分期、淋巴结转移及肿瘤细胞分化程度之间均无统计学上的差异。我们的研究结果显示EGFR表达对肿瘤部位、临床分期、细胞分化程度、淋巴结转移及生存期的影响亦无统计学意义(P>0.05)。这些不同的研究结果可能与随访期长短、病例数多少、检测方法各异、EGFR阳性标准的不同及非前瞻性研究等有关。也有人认为可能是某种蛋白质降解了EGFR细胞外配体结合区,干扰了EGFR抗体对其的识别〔8〕。Porschen等〔7〕认为免疫组化方法测到的EGFR并非都是功能性的,其与配体间的亲和力也有高低。由此可见,EGFR作为判断喉癌生物学行为方面的独立指标尚有缺陷,其在判断肿瘤分级和估计预后方面的价值还待进一步研究。
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    细胞增殖的重要特征之一就是染色体的复制。人类肿瘤细胞染色体数目和结构异常的发生率较高。DNA是染色体的物质基础,DNA指数与染色体指数有良好的相关性。测定DI可作为直接反映肿瘤细胞增殖能力的生物学指标。

    PCNA是近年来新发现的一种与细胞增殖活性有关的指标,作为DNA聚合酶δ的辅助蛋白,为DNA复制所必需。它在核内表达的增加预示着该细胞进入S期或G1晚期。S期是细胞DNA合成旺盛和复制时期,因此,PCNA和DNA含量之间有较好的一致性。本研究的资料显示两者呈正相关关系,PCNA表达和DI值不仅与肿瘤分化程度相关,还可作为判断预后的指标:即肿瘤恶性程度越高,其PCNA阳性数越多,DNA指数也越高,生存期越短,提示预后差。本研究还显示PCNA与肿瘤分期有关,即肿瘤晚期患者PCNA的高度表达率明显高于早期患者,说明PCNA表达的阳性率和阳性染色强度随喉癌病变的发展而趋于升高。这种现象可能是由于PCNA参与了肿瘤细胞DNA的合成,肿瘤细胞本身增殖能力与喉癌病灶的进展之间存在着相关性:PCNA表达强度和DI值与淋巴结转移之间无相关性,这可能是因为PCNA和DI仅仅表明肿瘤细胞的增殖程度,而肿瘤的转移则与其他诸多因素如肿瘤细胞粘附因子,局部微环境等因素有关。
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    免疫组化方法检测PCNA的优点在于简单、快速,并能够维持肿瘤的组织结构,同时还可用于石蜡切片,有利于临床回顾性资料的研究,是一种简便易行的判断肿瘤细胞增殖周期的一种新方法。然而有文献报道石蜡切片的PCNA免疫组化会出现假阴性,而DNA异倍体型细胞也可能出现在良性肿瘤中,表明单独检测PCNA或DNA含量在临床应用方面尚有局限性。同时检测PCNA和DI值,所提供的信息较准确,并具有互补性,有助于喉癌恶性程度及预后的评估,对临床采用合理的治疗措施具有一定的指导意义。

    参考文献:

    [1]孙青,丁彦青.表皮生长因子受体与脑肿瘤.国外医学肿瘤分册,1997, 24:350~352

    [2]Ekstrand A T, Longo N, Hamid M L, et al. Functional characterization of an EGF receptor with a truncated extracelluar domain expressed in glioblastomas with EGFR gene amplification.Oncogene,1994,9:2313~2316
, 百拇医药
    [3]Ben B N, Yarden Y. Neu differentiation factors : A family of alternatively spliced neuronal anmesenchymal factors. Proc Soc Exp Biol Med,1994,206:221~223

    [4]Castellani R, Visscher D W, Wykes S, et al. Interaction of transforming growth factor-alpha and epidermal growth factor receptor in breast carcinoma. Cancer,1994,73:344~349

    [5]cambia G, Panici P B, Battaglia F, et al. Receptors for epidermal growth factor and steroid hormones in primary laryngeal tumors. Cancer,1991, 67:1347~1351
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    [6]Dittadi R, Gion M, Pagan V, et al. Epidermal growth factor receptor in lung malignancies: Comparison between cancer and normal tissue. Br J Cancer,1991,64:741~744

    [7]Porschen R, Classen S, Kahle Y, et al. In situ evaluation of the relationship between epidermal-growth-factor receptor status and tumor-cell proliferation in colon carcinomas. Int J Cancer,1993,54:189~193

    [8]李彦锋, 方玉华, 李黔生,等. 癌性及良性增生前列腺组织中表皮生长因子受体的研究. 中华实验外科杂志,1997,14:30~31

    收稿日期:1999-02-10, 百拇医药