组织蛋白酶D在非小细胞肺癌中的表达及临床意义
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魏博. 梁景仁. 陈健. 徐仓宝. 张超纪.
肺癌.组织蛋白酶D.免疫组织化学.预后.
参见附件(182kb)。
作者：魏博 梁景仁 陈健 张超纪 徐仓宝
单位：魏博 梁景仁 陈健 张超纪(西安交通大学第一医院胸外科，西安 710061)；徐仓宝(动脉粥样硬化研究室)
关键词：肺癌；组织蛋白酶D；免疫组织化学；预后
西安医科大学学报000311摘 要：目的 探讨组织蛋白酶D在非小细胞肺癌中的表达水平与其临床病理特征及生存期的关系。方法 应用免疫组化SP法检测30例非小细胞肺癌石蜡切片组织中组织蛋白酶D的表达，并结合临床和随访资料进行分析。结果 30例非小细胞肺癌中组织蛋白酶D的阳性率为66.7%(20/30)，其表达与肿块大小、TNM分期、淋巴结转移呈正相关(P<0.05,P<0.01),与3年存活率呈负相关(P<0.05)。结论 组织蛋白酶D可作为判断非小细胞肺癌淋巴结转移潜能和预后的辅助标志。
中图分类号：R734.2 文献标识码：A
文章编号：0258-0659(2000)03-0226-03
Expression of cathepsin D in non-small cell lung cancer
Wei Bo，Liang Jingren，Chen Jian
(Departmten of Thoracic Surgery, First Hospital,Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710061,China)
ABSTRACT：Objective To investigate the correlation of cathepsin D expression with the pathologic features and prognosis in non-small cell lung cancer (NSCLC).Methods By means of immunohistochemistry (SP method),30 NSCLC specimens in paraffin sections were examined for the expression of cathepsin D. Results The cathepsin D expression rate were 66.7%(20/30).Expression of cathepsin D in cancer cells related to its bigger tumor size ,late TNM stages, lower 3 years survival rate(P<0.05) and higher lymph node metastasis (P<0.01).Conclusion The expression of cathepsin D in cancer cells can be used to evaluate the lymph node metastaticpredilection and poor prognosis in NSCLC.
KEY WORDS: lung cancer;cathepsin D;immunohistochemistry;prognosis
临床上绝大多数肺癌患者最终死于肿瘤侵袭转移。组织蛋白酶D(Cathepsin D)是一种蛋白水解酶，它能直接溶解细胞外基质和基底膜，破坏宿主间质屏障，在肿瘤侵袭转移中起重要作用。研究表明，组织蛋白酶D可作为乳腺癌、前列腺癌、胃癌等恶性肿瘤的预后指标[1～3]，但组织蛋白酶D与肺癌预后关系的研究鲜见报道。本研究应用免疫组化技术检测了30例非小细胞肺癌手术标本中组织蛋白酶D的表达，旨在探讨其临床病理意义及预后价值，为临床制订手术后综合治疗方案提供实验室参考资料。
1 材料和方法
选择我院与陕西省肿瘤医院1991～1995年随访及其他临床资料完整的手术切除的非小细胞肺癌30例，所有患者术前均未行放疗、化疗而术后均接受了放、化疗。标本经10%甲醛固定、石蜡包埋，制成5μm厚的切片，经HE染色、组织学观察并按照WHO分类标准进行病理分型，其中鳞癌21例，腺癌9例。根据1996年UICC的pTNM分期标准并结合手术记录中的T和N情况进行分期：Ⅰ期10例，Ⅱ期11例，Ⅲa8例，Ⅲb1例。
采用链霉抗生物素蛋白—过氧化物酶连结法(Streptevidin-peraxidase conjugated method, SP)，兔抗人组织蛋白酶D多抗及SP试剂盒均购自北京中山生物技术有限公司。切片经微波炉加热修复抗原，0.3%H2O2-甲醇孵育，其余操作均按说明书进行。每批染色均设立阴性空白对照片(以PBS代替一抗)，并用已知阳性表达的组织切片作阳性对照。
凡细胞浆出现清晰黄褐色者为阳性(见图1、图2)。结果判定：不计数间质细胞，计算出每张切片的中心及上、下、左、右四边5个区域共1000个肿瘤细胞中阳性细胞的百分比。以阳性细胞数小于30%为阴性(低表达)，大于30%为阳性(高表达)。统计学处理均采用四格表确切概率法。
图1 组织蛋白酶D定位于鳞癌细胞浆，呈阳性
染色 SP×400
图2 组织蛋白酶D阳性表达，鳞癌癌巢周缘
明显强于中央区 SP×200
2 结果
2.1 组织蛋白酶D表达水平和非小细胞肺癌临床病理特征的关系 组织蛋白酶D表达与患者病理类型、分化程度无相关性(P>0.05)，而与肿块大小、病理分期呈正相关(P<0.05),与淋巴结转移呈显著正相关(P<0.01)。见附表。
附表 组织蛋白酶D表达与非小细胞
肺癌临床病理特征的关系 临床病理特征
例数
组织蛋白酶D
阳性率(%)
P
-
+
肿块大小(cm)
≤3
>3
9
21
6
4
3
17
33.3
81.0
0.017
TNM分期
Ⅰ
Ⅱ～Ⅲb
10
20
6
4
4
16
40.0
80.0
0.034
淋巴结转移
N0
N1～3
12
18
7
3
5
15
41.7
83.3
0.004
2.2 组织蛋白酶D表达水平与非小细胞肺癌患者3年存活率的关系 组织蛋白酶D阴性表达者的3年存活率为70%(7/10)，而阳性表达者的3年存活率为30%(6/20)，两者差异有显著性(P<0.05)。
3 讨论
肿瘤细胞侵袭转移能力与其产生或诱导产生能降解细胞外基质或基底膜的蛋白酶的能力密切相关。组织蛋白酶D是分子量为52KD的溶酶体蛋白水解酶，能直接消化细胞外基质和基底膜，并可作为其他组织蛋白酶的生理性调节剂激活组织蛋白酶B，继而依次激活尿激酶型纤溶酶原激活剂，使其转变为纤溶酶[4]。而组织蛋白酶B和纤溶酶均参与细胞外间质水解，从而促进肿瘤侵袭转移。另外，它还可作为促有丝分裂剂，促进肿瘤细胞增殖[5]。普通认为组织蛋白酶D是乳腺癌预后不良的标志，尤其是腋淋巴结转移阴性的患者[1]。Mario等[6]用免疫组织法探讨组织蛋白酶D表达与小细胞肺癌2年存活率之间的关系，认为其阴性表达者2年存活率显著高于阳性表达者(P=0.006)。本研究结果表明，组织蛋白酶D表达与肿块大小、TNM分期呈正相关(P<0.05)，与淋巴结转移呈显著正相关(P<0.01)，与3年存活率呈负相关(P<0.05)，说明组织蛋白酶D在判断非小细胞肺癌淋巴结转移潜能及预后判断方面有重要价值。对于临床上淋巴结转移阴性的I期肺癌，如果组织蛋白酶D呈阳性表达，术后仍应试行局部放疗，以降低复发的危险性，并密切随访。
肿瘤的大小反映了肿瘤的生长速率。本组肿瘤最大直径大于3cm者组织蛋白酶D阳性率较小于或等于3cm者高(P<0.05)，可能与肿瘤生长借助于组织蛋白酶D的帮助，成功地突破周围间质屏障的限制有关。确切机制还有待于进一步研究。
本组1例患者组织蛋白酶D染色癌巢周缘明显强于中央区(图2)。根据蛋白水解酶在肿瘤细胞侵袭转移中的作用，推测这些酶活性最强的部位应是肿瘤侵袭的前沿。这与Matsuo等[3]的研究结果相似。该患者于术后半年内死亡。
参考文献：
[1] Gohrig U,Scharl A,Theien U ,et al.Comparative prognosis value of cathepsin D and urokiuase plasminogen activators detected by immunohistochemistry in primary breast carcinoma[J].Anticancer Res,1996,16(2)∶1017
[2] Jeffrey S, Tipu N,Heleul ,et al.Immunohistological determination of cathepsin D levels in prognostic carcinoma biopsise:Correlation with tumor grade ,stage ,PSA level and DNA ploidy status[J].Am J Clin Pathol,1995,104∶36
[3] Kou MATSUO, DDS PHD.Immunohistochemical localization of cathepsin D and E in human gastric cancer[J].Human Pathol,1996，27(2)∶184
[4]Bankowska-A,Gacko-M,Chyczeuska-E,et al.Biological and diagnostic role of cathepsin D[J].Rocz-Akad-Med-Biolymst.1997,42(Suppl 1)∶79
[5] Briozzo P, Badet J, Capony F ,et al.MCF-7 mammary cancer cells responed to bFGF and internalize it following its release from extracellular matrix:A permisive role of cathepsin D[J].Exp Cell Res, 1991,194∶252
[6] Mario L, Nakajima M.Immunohistochemical markers of prolonged survival in small cell carcinoma of the lung.An immunohistochemical study[J].Arch Pathol Lab Med, 1996,120(5)∶465
(收稿日期：1999-09-06 修回日期：1999-11-25)
作者：魏博 梁景仁 陈健 张超纪 徐仓宝
单位：魏博 梁景仁 陈健 张超纪(西安交通大学第一医院胸外科，西安 710061)；徐仓宝(动脉粥样硬化研究室)
关键词：肺癌；组织蛋白酶D；免疫组织化学；预后
西安医科大学学报000311摘 要：目的 探讨组织蛋白酶D在非小细胞肺癌中的表达水平与其临床病理特征及生存期的关系。方法 应用免疫组化SP法检测30例非小细胞肺癌石蜡切片组织中组织蛋白酶D的表达，并结合临床和随访资料进行分析。结果 30例非小细胞肺癌中组织蛋白酶D的阳性率为66.7%(20/30)，其表达与肿块大小、TNM分期、淋巴结转移呈正相关(P<0.05,P<0.01),与3年存活率呈负相关(P<0.05)。结论 组织蛋白酶D可作为判断非小细胞肺癌淋巴结转移潜能和预后的辅助标志。
中图分类号：R734.2 文献标识码：A
文章编号：0258-0659(2000)03-0226-03
Expression of cathepsin D in non-small cell lung cancer
Wei Bo，Liang Jingren，Chen Jian
(Departmten of Thoracic Surgery, First Hospital,Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710061,China)
ABSTRACT：Objective To investigate the correlation of cathepsin D expression with the pathologic features and prognosis in non-small cell lung cancer (NSCLC).Methods By means of immunohistochemistry (SP method),30 NSCLC specimens in paraffin sections were examined for the expression of cathepsin D. Results The cathepsin D expression rate were 66.7%(20/30).Expression of cathepsin D in cancer cells related to its bigger tumor size ,late TNM stages, lower 3 years survival rate(P<0.05) and higher lymph node metastasis (P<0.01).Conclusion The expression of cathepsin D in cancer cells can be used to evaluate the lymph node metastaticpredilection and poor prognosis in NSCLC.
KEY WORDS: lung cancer;cathepsin D;immunohistochemistry;prognosis
临床上绝大多数肺癌患者最终死于肿瘤侵袭转移。组织蛋白酶D(Cathepsin D)是一种蛋白水解酶，它能直接溶解细胞外基质和基底膜，破坏宿主间质屏障，在肿瘤侵袭转移中起重要作用。研究表明，组织蛋白酶D可作为乳腺癌、前列腺癌、胃癌等恶性肿瘤的预后指标[1～3]，但组织蛋白酶D与肺癌预后关系的研究鲜见报道。本研究应用免疫组化技术检测了30例非小细胞肺癌手术标本中组织蛋白酶D的表达，旨在探讨其临床病理意义及预后价值，为临床制订手术后综合治疗方案提供实验室参考资料。
1 材料和方法
选择我院与陕西省肿瘤医院1991～1995年随访及其他临床资料完整的手术切除的非小细胞肺癌30例，所有患者术前均未行放疗、化疗而术后均接受了放、化疗。标本经10%甲醛固定、石蜡包埋，制成5μm厚的切片，经HE染色、组织学观察并按照WHO分类标准进行病理分型，其中鳞癌21例，腺癌9例。根据1996年UICC的pTNM分期标准并结合手术记录中的T和N情况进行分期：Ⅰ期10例，Ⅱ期11例，Ⅲa8例，Ⅲb1例。
采用链霉抗生物素蛋白—过氧化物酶连结法(Streptevidin-peraxidase conjugated method, SP)，兔抗人组织蛋白酶D多抗及SP试剂盒均购自北京中山生物技术有限公司。切片经微波炉加热修复抗原，0.3%H2O2-甲醇孵育，其余操作均按说明书进行。每批染色均设立阴性空白对照片(以PBS代替一抗)，并用已知阳性表达的组织切片作阳性对照。
凡细胞浆出现清晰黄褐色者为阳性(见图1、图2)。结果判定：不计数间质细胞，计算出每张切片的中心及上、下、左、右四边5个区域共1000个肿瘤细胞中阳性细胞的百分比。以阳性细胞数小于30%为阴性(低表达)，大于30%为阳性(高表达)。统计学处理均采用四格表确切概率法。
图1 组织蛋白酶D定位于鳞癌细胞浆，呈阳性
染色 SP×400
图2 组织蛋白酶D阳性表达，鳞癌癌巢周缘
明显强于中央区 SP×200
2 结果
2.1 组织蛋白酶D表达水平和非小细胞肺癌临床病理特征的关系 组织蛋白酶D表达与患者病理类型、分化程度无相关性(P>0.05)，而与肿块大小、病理分期呈正相关(P<0.05),与淋巴结转移呈显著正相关(P<0.01)。见附表。
附表 组织蛋白酶D表达与非小细胞
肺癌临床病理特征的关系 临床病理特征
例数
组织蛋白酶D
阳性率(%)
P
-
+
肿块大小(cm)
≤3
>3
9
21
6
4
3
17
33.3
81.0
0.017
TNM分期
Ⅰ
Ⅱ～Ⅲb
10
20
6
4
4
16
40.0
80.0
0.034
淋巴结转移
N0
N1～3
12
18
7
3
5
15
41.7
83.3
0.004
2.2 组织蛋白酶D表达水平与非小细胞肺癌患者3年存活率的关系 组织蛋白酶D阴性表达者的3年存活率为70%(7/10)，而阳性表达者的3年存活率为30%(6/20)，两者差异有显著性(P<0.05)。
3 讨论
肿瘤细胞侵袭转移能力与其产生或诱导产生能降解细胞外基质或基底膜的蛋白酶的能力密切相关。组织蛋白酶D是分子量为52KD的溶酶体蛋白水解酶，能直接消化细胞外基质和基底膜，并可作为其他组织蛋白酶的生理性调节剂激活组织蛋白酶B，继而依次激活尿激酶型纤溶酶原激活剂，使其转变为纤溶酶[4]。而组织蛋白酶B和纤溶酶均参与细胞外间质水解，从而促进肿瘤侵袭转移。另外，它还可作为促有丝分裂剂，促进肿瘤细胞增殖[5]。普通认为组织蛋白酶D是乳腺癌预后不良的标志，尤其是腋淋巴结转移阴性的患者[1]。Mario等[6]用免疫组织法探讨组织蛋白酶D表达与小细胞肺癌2年存活率之间的关系，认为其阴性表达者2年存活率显著高于阳性表达者(P=0.006)。本研究结果表明，组织蛋白酶D表达与肿块大小、TNM分期呈正相关(P<0.05)，与淋巴结转移呈显著正相关(P<0.01)，与3年存活率呈负相关(P<0.05)，说明组织蛋白酶D在判断非小细胞肺癌淋巴结转移潜能及预后判断方面有重要价值。对于临床上淋巴结转移阴性的I期肺癌，如果组织蛋白酶D呈阳性表达，术后仍应试行局部放疗，以降低复发的危险性，并密切随访。
肿瘤的大小反映了肿瘤的生长速率。本组肿瘤最大直径大于3cm者组织蛋白酶D阳性率较小于或等于3cm者高(P<0.05)，可能与肿瘤生长借助于组织蛋白酶D的帮助，成功地突破周围间质屏障的限制有关。确切机制还有待于进一步研究。
本组1例患者组织蛋白酶D染色癌巢周缘明显强于中央区(图2)。根据蛋白水解酶在肿瘤细胞侵袭转移中的作用，推测这些酶活性最强的部位应是肿瘤侵袭的前沿。这与Matsuo等[3]的研究结果相似。该患者于术后半年内死亡。
参考文献：
[1] Gohrig U,Scharl A,Theien U ,et al.Comparative prognosis value of cathepsin D and urokiuase plasminogen activators detected by immunohistochemistry in primary breast carcinoma[J].Anticancer Res,1996,16(2)∶1017
[2] Jeffrey S, Tipu N,Heleul ,et al.Immunohistological determination of cathepsin D levels in prognostic carcinoma biopsise:Correlation with tumor grade ,stage ,PSA level and DNA ploidy status[J].Am J Clin Pathol,1995,104∶36
[3] Kou MATSUO, DDS PHD.Immunohistochemical localization of cathepsin D and E in human gastric cancer[J].Human Pathol,1996，27(2)∶184
[4]Bankowska-A,Gacko-M,Chyczeuska-E,et al.Biological and diagnostic role of cathepsin D[J].Rocz-Akad-Med-Biolymst.1997,42(Suppl 1)∶79
[5] Briozzo P, Badet J, Capony F ,et al.MCF-7 mammary cancer cells responed to bFGF and internalize it following its release from extracellular matrix:A permisive role of cathepsin D[J].Exp Cell Res, 1991,194∶252
[6] Mario L, Nakajima M.Immunohistochemical markers of prolonged survival in small cell carcinoma of the lung.An immunohistochemical study[J].Arch Pathol Lab Med, 1996,120(5)∶465
(收稿日期：1999-09-06 修回日期：1999-11-25)
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