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编号:10238024
谷胱甘肽S转移酶π、P-糖蛋白在骨肉瘤的表达及意义
http://www.100md.com 《福建医科大学学报》 1999年第4期
     作者:陈 雷 林建华 张 声 陈林莺

    单位:福建医科大学附属第一医院(福州 350003)陈雷,林建华:骨科;张声,陈林莺:病理科

    关键词:谷胱甘肽S转移酶π;P-糖蛋白;骨肉瘤;免疫组织化学

    福建医科大学学报990405

    目的 检测谷胱甘肽S转移酶(GST-π)、P-糖蛋白在骨肉瘤、骨软骨瘤、正常骨组织中的表达及其与骨肉瘤临床病理改变之间的关系。 方法 对53例原发性骨肉瘤、15例骨软骨瘤、17例正常骨组织进行免疫组化染色。 结果 在骨肉瘤中GST-π、P-糖蛋白的表达明显高于正常骨组织和骨软骨瘤,骨肉瘤中P-糖蛋白的表达与术前有无化疗明显相关,在骨肉瘤、骨软骨瘤和正常骨组织中P-糖蛋白与GST-π共同表达率分别为52.8%, 13.3%和0。 结论 (1)骨肉瘤患者化疗不敏感可能与肿瘤组织中自发性存在P-糖蛋白和GST-π过表达有关;(2)术前化疗能明显提高P-糖蛋白的表达,提示骨肉瘤患者预后差可能与自发性和获得性P-糖蛋白的过表达有关;(3)联合检测GST-π、P-糖蛋白可作为鉴别良恶性骨肿瘤的有益指标。
, 百拇医药
    Clinical Significance of Expression of the Glutathione-S-transferase-π

    and P-glycoprotein in Osteosarcoma

    Chen Lei1, Lin Jianhua1, Zhang Sheng2,et al

    (1.Department of Orthopaedics, 2.Department of Phathology, The Affiliated First Hospital, Fujian Medical University, Fuzhou, 350005)

    Objective Investigation of the expression of the glutathione-S-transferase π(GST-π)and the P-glycoprotein in normal bone tissues,exostosis and osteosarcoma specimens,and the relationship between this expression and clinical pathology of osteosarcoma. Methods The expression of the GST-π and the P-glycoprotein were evaluated immunohistochemically in 17 normal bone tissues,15 exostosis and 53 osteosarcoma. Results The expression of the GST-π and the P-glycoprotein in osteosarcoma is markedly higher than those in normal bone tissues and exostosis. The patients with preoperative chemotherapy were associated with overexpression of the P-glycoprotein. The coexpression rate of the P-glycoprotein and the GST-π were 52.8%, 13.3%, 0% in osteosarcoma,exostosis and normal bone tissue specimen respectively. Conclusion The patients with insensitivity to chemotherapy may be related to the spontaneous existence of P-glycoprotein and the overexpression of the GST-π. The expression of the P-glycoprotein can be intensively increased following the prechemotherapy. The low survival rate of the osteosarcomas may have correlated with the spontaneous or obtained overexpression of the P-glycoprotein. The combined determination of GST-π and P-glycoprotein may be a useful method in the differentiation of benign and malignant bone tumor.
, 百拇医药
    Key words glutathione-S-transferase π; P-glycoprotein; osteosarcoma; immunohistochemistry

    肿瘤细胞耐药性的产生是肿瘤患者化疗失败的原因之一。肿瘤细胞耐药性的产生与细胞内谷胱甘肽S转移酶(GST-π)、P-糖蛋白的表达变化有关[1,2]。笔者于1999年3~6月间应用SP免疫组化方法对骨肉瘤、骨软骨瘤、正常骨组织、进行GST-π、P-糖蛋白的表达进行检测,探讨其在骨肉瘤中的表达变化及其与骨肉瘤临床病理之间的关系。

    1 材料与方法

    1.1 材料 取自本院1985~1998年间手术切除骨肉瘤标本53例,男性28例,女性25例,年龄22.51±10.98岁(8~56岁)。其中股骨27例,胫、腓骨16例,其他部位10例(包括胸骨、锁骨、肱骨);按组织学分型将骨肉瘤分为:纤维母细胞型骨肉瘤7例,软骨母细胞型骨肉瘤11例,骨母细胞型骨肉瘤27例,其他类型(包括血管扩张型、混合型等)的骨肉瘤8例;骨软骨瘤标本15例,正常骨组织17例。
, 百拇医药
    1.2 方法 所有标本均10%福尔马林固定,48 h内取材,石蜡包埋,连续4 μm厚度切片,HE染色,每例骨肉瘤病例均经临床、病理、X线三结合确诊。

    GST-π、P-糖蛋白免疫组化染色:采用链霉素-生物素(SP)免疫组化技术,GST-π、P-糖蛋白抗血清、SP免疫组化试剂盒购自福州迈新公司,操作严格按说明书进行,TBS代替第一抗体作阴性对照。

    1.3 结果判断 2名病理医师独立观察切片至少5个具有代表性的视野。

    GST-π基因蛋白染色呈棕黄色颗粒状,以四种方式在骨肉瘤细胞中分布:单独核内染色、核和浆同时染色、浆染色及阴性染色。 P-糖蛋白阳性染色呈细颗粒状,主要分布在肿瘤细胞的细胞浆或细胞膜上。参照Verrelle[3]等的判断标准,将P-糖蛋白分4级:阴性;阳性细胞百分数≤24%者为+;25%~49%者为++;≥50%者为+++。
, 百拇医药
    1.4 统计处理 计数资料采用χ2检验、配对资料采用符号秩和检验、生存率分析采用随访资料生存率分析及Logrank检验。

    2 结 果

    2.1 GST-π、P-蛋白在骨组织中的表达情况(表1)

    表1 各类骨组织上GST-π和P-糖蛋白的表达情况

    n

    GST-π

    P-糖蛋白

    阴性

    阳性

    阴性
, 百拇医药
    阳性

    正常骨组织

    17

    16

    1

    16

    1

    骨软骨瘤

    15

    8

    7

    12

    3

    骨肉瘤
, 百拇医药
    53

    11

    42*

    18

    35*

    与正常骨组织、骨软骨瘤比较,*:P<0.05.

    2.2 GST-π、P-蛋白的表达与骨肉瘤临床病理学关系(表2)

    表2 GST-π表达与原发性骨肉瘤临床病理学特征(n)

    GST-π

    P-糖蛋白

    核染色
, 百拇医药
    核+浆染色

    浆染色

    阴性染色

    阴性染色

    阳性染色

    性别

    男性

    5

    10

    7

    6

    8

    19

, 百拇医药     女性

    5

    9

    6

    5

    9

    17

    年龄(岁)

    22.6±9.2

    18.1±7.3

    25.0±12.3

    26.36±13.8

    20.83±10.5
, 百拇医药
    21.56±11.2

    部位

    股骨

    4

    9

    6

    8

    5

    20

    胫、腓

    4

    9

    2

    1
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    8

    8

    其他

    2

    2

    1

    5

    2

    10

    组织类型

    纤维母细胞型

    1

    1

    4
, 百拇医药
    1

    2

    5

    软骨母细胞型

    0

    7

    2

    2

    4

    6

    骨母细胞型

    4

    8

    8
, 百拇医药
    6

    7

    20

    其他

    2

    3

    2

    2

    2

    5

    侵犯软组织

    -

    3

    8
, 百拇医药
    8

    5

    8

    17

    +

    7

    11

    5

    6

    9

    19

    出血

    -

    4
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    4

    4

    4

    4

    12

    +

    6

    15

    9

    7

    13

    24

    坏死

    -
, 百拇医药
    5

    6

    4

    4

    7

    12

    +

    5

    13

    9

    7

    10

    24

    P-糖蛋白
, 百拇医药
    -

    4

    8

    3

    3

    +

    6

    11

    10

    8

    53例原发性骨肉瘤标本中,GST-π阳性染色为42例(79.2%),其中单独核内染色10例(18.87%),核与浆同时染色18例(34.0%),浆染色14例(26.4%)(图1)。虽然核和浆同时染色及单独浆染色率比单独核染色率高,但尚未见明显差异;GST-π表达变化与骨肉瘤患者的性别、年龄、肿瘤发生部位、肿瘤类型、是否侵犯软组织、出血、坏死未见明显相关。
, 百拇医药
    图1 原发性骨肉瘤GST-π(×250)

    53例骨肉瘤患者随访38例(71.7%),GST-π阴性、阳性染色的2年生存率分别为16.67%, 41.45%,尽管GST-π阳性染色的骨肉瘤患者2年生存率高于GST-π阴性表达者,但两者未见明显差异(P>0.05)。

    2.3 P-糖蛋白与骨肉瘤临床病理学关系(表2)

    53例原发性骨肉瘤标本中,P-糖蛋白阳性染色(图2)为35例(66.0%),其中(+)为14例(40.0%),(++)13例(37.14%),(+++)8例(22.86%);P-糖蛋白表达变化与骨肉瘤患者的性别、年龄、肿瘤发生部位、肿瘤类型、是否侵犯软组织、出血、坏死未见明显相关。38例随访,P-糖蛋白阴性表达与阳性表达的2年生存率分别为26.37%,19.64%,两者无显著性差异(P>0.05)。
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    图2 原发性骨肉瘤P-糖蛋白阳性表达(×400)

    2.4 GST-π表达方式与P-糖蛋白表达的关系 骨肉瘤中GST-π与P-糖蛋白共同染色率为52.8%(28/53),而骨软骨瘤、正常骨组织中GST-π与P-糖蛋白的共同染色率分别为20%(3/15),13.3%(2/15),0%(0/17),三者差别有显著意义(P<0.05)。其中GST-π单独核内表达与P-糖蛋白阳性染色的共同表达率为11.3%(6/53),核与浆染色者为20.75%(11/53),单独浆染色者为20.75%(11/53),虽然GST-π核、浆同时染色及浆染色与P-糖蛋白阳性染色共同表达率高于GST-π单独核内染色与P-糖蛋白阳性染色的共同表达率,但尚未见明显差别(P>0.05)。

    2.5 GST-π、P-糖蛋白的表达与术前化疗的关系(表3,4)

    表3 P-糖蛋白、GST-π表达与术前有无化疗的关系(n,%)
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    无化疗

    (n=15)

    化疗*

    (n=38)

    P-糖蛋白

    -

    8(44.4)

    10(55.6)

    +

    5(35.7)

    9(64.3)

    ++~+++

, 百拇医药     2(9.5)

    19(90.5)

    GST-π

    核

    3(30.0)

    7(70.0)

    核+浆

    7(38.9)

    11(61.1)

    浆

    3(11.4)

    11(78.6)

    0
, 百拇医药
    2(18.2)

    9(81.8)

    与无化疗比较,*:P<0.05.

    表4 化疗前后对P-糖蛋白表达的影响 病例

    P-糖蛋白

    化疗前

    化疗后*

    1

    +

    +++

    2

    +
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    ++

    3

    ++

    +++

    4

    -

    +++

    5

    -

    ++

    与化疗前比较,*:P<0.05.

    P-糖蛋白的表达与术前有无化疗显著相关,术前有化疗者的P-糖蛋白表达明显高于无化疗者,两者差别有显著意义(P<0.05)。而术前有无化疗GST-π的表达差别无明显意义(P>0.05)。
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    3 讨 论

    3.1 谷胱甘肽S转移酶(GST)是一组具有多种生理功能的二聚体蛋白质,谷胱甘肽S转移酶(GST)主要分布于人和动物的肝细胞浆中,分为α、μ和π。其中GST-π被认为是多种肿瘤的标志物[4]。GST-π是通过水解GSH与疏水性或亲电性复合物之间的连接而起细胞内的解毒作用,成为肿瘤多药耐药的因素之一。本组骨肉瘤患者GST-π表达明显高于正常骨组织和骨软骨瘤组织,但与骨肉瘤患者的性别、年龄、肿瘤发生的部位、肿瘤的组织学类型、是否侵犯软组织、是否出血、坏死未见明显相关。有作者在宫颈癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤中也有类似发现[5~7],并且与肿瘤的分化程度有一定关系[8]。 Sauerbreg等认为[9],化疗药物不能诱导GST-π的表达,GST-π的过表达可能是恶性细胞的表型特性,提示化疗与GST-π的表达可能不存在相关性,本研究结果支持上述观点。

    3.2 P-糖蛋白是一种公认的多药耐药基因MDR1的编码产物,是一种能量依赖性药物排出泵,它通过ATP提供能量将药物泵出细胞而导致耐药现象。本组骨肉瘤患者P-糖蛋白表达明显高于正常骨组织和骨软骨瘤组织,而与骨肉瘤患者的性别、年龄、肿瘤发生的部位、肿瘤的组织学类型、是否侵犯软组织、是否出血、坏死未见明显相关。Baldini等研究发现[10],骨肉瘤中的P-糖蛋白的表达与肿瘤发生的部位有关。而笔者未发现P-糖蛋白的表达与骨肉瘤发生的部位有明显相关,可能与本组病例尚少有关,有待进一步研究证实。本组P-糖蛋白的表达与术前有无化疗显著相关,术前有化疗者的P-糖蛋白表达明显高于无化疗者,化疗后P-糖蛋白表达有不同程度的增高。
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    3.3 本组结果与Uozaki、Katia等的研究结果不同[11,12],他们发现GST-π或P-糖蛋白表达增高者预后差,这可能与病例数有关,同时亦提示影响预后的因素有多方面,如就诊时间的早晚,术前、术后有无规则化疗,肿瘤的生物学行为如侵袭、转移能力的大小等等均影响骨肉瘤的预后。

    3.4 本组结果表明,GST-π、P-糖蛋白的共同表达率为52.8%,而在骨软骨瘤、正常骨组织中的共同表达率分别为13.3%, 0%(P<0.05),提示GST-π、P-糖蛋白的共同表达可作为判断良恶性骨肿瘤的辅助指标。

    参考文献

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    10 Nicola B,Katla S,Giovanni B,et al. Expression of P-glycoprotein in high grade osteosarcomas in relation to clinical outcome. N Engl J Med, 1995;23:1380

    11 Uozaki H,Horiuchi H,Ishida T,et al. Overexpression of resistance-related proteins metallothioneins,glutathione-S-transferase pi,heat shock protein 27,and lung resistance-related protein in osteosarcoma,Relationship with poor prognosis. Cancer, 1997;79:2336

    12 Katia S,Massimo S,Glordano N,et al. Multidrug resistance and malignancy in human osteosarcoma. Cancer Res, 1996;56:2434

    (收稿:1999-08-27 修回:1999-10-28), 百拇医药