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编号:10205654
喉咽癌患者多药耐药基因多药耐药相关蛋白基因的表达及其临床意义
http://www.100md.com 《中华耳鼻咽喉头颈外科杂志》 1999年第3期
     蛋白基因的表达及其临床意义

    蔡晓岚 王天铎 史丽

    摘要 目的:研究多药耐药基因(multidrug resistance gene,MDR-1 mRNA)及其产物P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多药耐药相关蛋白基因(multidrug resistant-associated protein gene, MRP mRNA)的表达与喉咽癌患者临床病理特征之间的关系。 方法:应用逆转录-多聚酶链式反应(reverse transcription polymerase chain reaction, RT-PCR)技术,检测了25例晚期喉咽癌患者MDR-1 mRNA、MRP mRNA基因的表达;采用免疫组化SABC法对60例患者喉咽癌标本MDR-1基因产物P-gp进行检测。 结果:初治喉咽癌组织中MDR-1 mRNA及P-gp的阳性表达率分别为48%(12/25)和38.3%(23/60),在RT-PCR检测的25例患者中,2项指标具有一致性(P<0.05);晚期喉咽癌MRP mRNA阳性表达率为52%(13/25),其阳性表达与肿瘤颈淋巴结转移(18/25)有明显相关性(P<0.01)。结论:约48%的初治喉咽癌MDR-1 mRNA呈阳性表达,且与其基因产物P-gp有一致性关系。MRP mRNA在喉咽癌中的表达可能影响肿瘤播散、转移等生物学特性。
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    关键词:咽肿瘤 抗药性 多药 基因表达 聚合酶链反应

    80年代以来,在头颈部晚期鳞癌的综合治疗中,化学治疗发挥日益重要的作用,喉咽癌的原发病变及转移淋巴结对化学治疗有较高的缓解率,改善了患者生存质量,但能否普遍提高生存率,尚存在争议[1],其中,多药耐药的产生是导致化学治疗失败的众多原因之一。本研究应用逆转录-多聚酶链式反应(reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)技术,检测了25例晚期喉咽癌患者多药耐药基因(multidrug resistance gene,MDR-1 mRNA)、多药耐药相关蛋白基因(multidrug resistant-associated protein,MRP mRNA)的表达,同时采用免疫组化技术检测60例喉咽癌标本P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)表达,并探讨其临床意义。

    材料及方法 一、研究对象
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    1.RT-PCR检测:我院1996年12月~1997年12月手术切除、经病理证实的喉咽部鳞状细胞癌25例,癌旁3 cm处正常喉咽粘膜2例。于癌肿切除后10 min内,无菌条件下切取癌组织,立即投入液氮或-86℃冰箱中冷冻保存。所有病例均为初治者,术前未经化学治疗、放射治疗或手术等治疗,男24例,女1例,年龄42~73岁,平均59.2岁。按1987年UICC头颈恶性肿瘤分期标准,T3 6例、T4 19例,N0 7例、N1 2例、N2 10例、N3 6例;原发于梨状窝16例、咽后壁7例、环后区2例;病理组织学分级:高分化9例、中分化6例、低分化8例、未分化2例。

    2.免疫组化检测:我院1994年1月~1997年12月间临床资料完整的手术送检喉咽癌标本60例,癌旁正常喉咽粘膜标本2例。10%甲醛固定,石蜡包埋,4 μm切片。所有患者均为未经任何治疗的初治者,男54例,女6例;年龄42~74岁,平均60岁。按1987年UICC头颈肿瘤分期标准,T1 1例、T2 3例、T3 23例、T4 33例;N0 20例、N1 11例、N2 21例、N3 8例;其中原发于梨状窝44例、咽后壁9例、环后区7例。病理组织学分级:高分化18例、中分化22例、低分化17例、未分化3例。
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    二、 RT-PCR检测

    1. 引物序列:为提高特异性,防止假阳性的出现,我们同时应用了两组PCR引物, 1组为MDR-1 或MRP 基因特异性引物,1组为β-肌动蛋白基因引物,扩增片段分别为MDR-1 425 bp、MRP 225 bp、β-肌动蛋白308 bp,经RT-PCR扩增并电泳后在308 bp处出现内对照扩增带,证实试验过程成功,可排除假阴性或假阳性。

    MDR-1引物:

    上游引物 5'-AAA CCG ATC AAC TCG TAG TGG GA 3'

    下游引物 5'-GCA AAT CAA ACA ACA CCA AA 3'

    MRP引物:

    上游引物 5'-TTC TCT GCT CTC CTC GAC GG 3'
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    下游引物 5'-GCC AGG AGC CTG CCT CTT TT 3'

    β-肌动蛋白引物,作为内对照:

    上游引物 5'-CAT TTG CTC CTC GTC GAA CA 3'

    下游引物 5'-ATC ATG GTG TTT ACC TTC AACA 3'

    2.实验方法:①细胞总RNA提取:采用异硫氰酸胍一步法。②逆转录(RT):取4 μl总RNA在65℃变性5 min,以清除RNA的二级结构。RT反应体系内含5×RT 缓冲液 1.5 μl、随机引物50 ng/次、dNTP 200 μmol/L、酶混合液1 μl(逆转录酶AMV及Rnasin 80 U/μl),补水至15 μl。42℃保温反应30 min,以RNA为模板,在随机引物引导下及逆转录酶的催化下,合成与RNA互补的cDNA。③PCR扩增:以cDNA为模板,在特异性引物引导及Taq DNA聚合酶催化下,对特定的目的靶序列进行扩增。PCR反应体系内含10×PCR 缓冲液2.0 μl、特异性引物100 ng/次、dNTP 200 μmol/L 、Taq DNA聚合酶1 μl,补水至20 μl,加入逆转录产物10 μl、石蜡油20 μl,离心混匀,置于PCR仪上扩增30个循环,变性、退火、延伸所需温度、时间分别为94℃ 30 s、55℃ 30 s、72℃ 30 s。④取10 μl PCR扩增产物反应液在2%琼脂糖凝胶上电泳,75 V 90 min,记录结果(图1)。173-1.gif (7391 字节)
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    M: 分子量标准;+:表达阳性;-:表达阴性

    图1 喉咽癌患者MDR-1、β-actin(肌动蛋白)、MRP的RT-PCR产物电泳结果

    三、免疫组织化学P糖蛋白(P-gp)检测

    第一抗体鼠抗P-gp(单克隆抗体JSB1,Boehringer Mannheim生物化学公司,德国)。即用型SABC试剂(武汉博士德生物工程有限公司)。

    实验步骤:蒸馏水新鲜配置3%H2O2,室温孵育;微波修复抗原;加复合消化液;加正常血清封闭液;加1∶50稀释的一抗50 μl,于4℃过夜;加生物素化山羊抗小鼠/兔IgG 50 μl,30℃孵育20 min;加SABC溶液,30℃孵育20 min;DAB显色,镜下控制反应时间。阳性结果判断:以肿瘤细胞胞浆内、核膜上出现棕黄色颗粒染色为阳性;根据整张切片肿瘤组织着色范围及强度,以阳性反应肿瘤细胞数≥10%为阳性。已知阳性的卵巢癌切片作阳性对照;PBS代替一抗作空白对照。
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    统计学处理为Fisher精确概率法直接计算P值。

    结果 一、喉咽癌患者MDR-1 mRNA和MRP mRNA的表达

    25例喉咽癌患者均经手术切除喉咽部原发肿瘤及颈部转移淋巴结,术后放射治疗55~70 Gy。其MDR-1 mRNA、MRP mRNA阳性表达率分别为48%(12/25)和52%(13/25),与患者性别、年龄、肿瘤原发部位、临床分期、病理组织学分级无关;随转移淋巴结分期的增高,MDR-1 mRNA表达有增高趋势,但差异无显著性 (P>0.05);MRP mRNA与颈淋巴结转移(18/25)有一定相关性(P<0.01)。2例癌旁正常喉咽粘膜MDR-1 mRNA及MRP mRNA均呈阴性表达。随访12~24个月(平均15个月),复发12例,男11例,女1例,局部复发4例,颈部淋巴结转移6例,复发并远处转移后死亡2例。1~6个月内复发者4例,死亡1例 ;7~12个月复发4例,死亡1例;12~15个月复发2例。其中MDR-1阳性表达5例、MRP阳性表达者6例,均与肿瘤复发无相关性。
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    二、喉咽癌患者MDR-1和P-gp的表达

    60例喉咽癌组织中,P-gp阳性染色23例,阳性率为38.3%(23/60),与患者性别、年龄、肿瘤原发部位、颈淋巴结转移、病理组织学分级无关。在原发肿瘤(23/60)与颈淋巴结转移灶(19/40)中,P-gp表达具有一致性(P<0.05)。25例RT-PCR检测标本中,MDR-1 mRNA阳性表达12例,P-gp阳性染色10例,二项指标间具有一致性(P<0.05)。P-gp定位于肿瘤细胞胞浆内或核膜上,以胞浆内染色更明显,呈棕黄色、细颗粒状(图2)。阳性细胞在肿瘤组织中呈灶状或弥散性分布,肿瘤间质及2例癌旁正常喉咽粘膜均未见阳性染色。在已知阳性的卵巢癌中,阳性细胞呈棕褐色、团块状分布。随访12个月~4年6个月(平均3年),局部复发及远处转移者37例,男31例,女6例, 其中1~6个月15例,7~12个月12例,13~36个月8例,术后3~4年6个月2例。其中P-gp阳性染色14例,与肿瘤复发、转移无关。174-1.gif (2775 字节)
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    图2 喉咽癌患者P-糖蛋白(P-glycoprotein)免疫组织化学染色

    讨论

    多药耐药性是指肿瘤细胞对多种结构不同、功能不同、杀伤机制迥异的化学治疗药物同时产生交叉耐药的现象,它是恶性肿瘤化学治疗失败的主要原因。头颈部鳞状细胞癌常用的化学治疗药物有铂类化合物、烷化剂、抗代谢药物和有丝分裂抑制剂等。目前研究证实:P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白均为能量依赖性药物排出性膜泵[2],广泛分布于人体组织中,具有正常生理功能,且耐药谱相近,可将进入细胞内的脂溶性、天然性抗癌药物逆浓度梯度泵出细胞外,从而降低肿瘤细胞内药物浓度,使药物的细胞毒作用减弱或消失,与头颈部鳞状细胞癌化学治疗中肿瘤多药耐药性的产生有一定相关意义。

    本研究进行了MDR-1 mRNA、MRP mRNA和P-gp蛋白表达检测,因RT-PCR检测的25例喉咽癌均为T3 N0-3、T4N0-3期患者,MDR-1 mRNA阳性表达与各临床病理指标未见明显关系,随颈淋巴结转移的出现(N0~N3),MDR-1虽有增高趋势,但二者的确切关系,仍需在今后大宗病例研究的基础上予以探讨。P-gp蛋白表达检测发现:出现颈淋巴结转移的患者中,原发肿瘤(23/60)及转移淋巴结(19/40)P-gp阳性表达具有一致性,提示肿瘤及转移淋巴结对化学治疗的反应无差异。25例患者同时行MDR-1 mRNA与P-gp检测表明,二项指标间具有显著一致性。目前,在白血病、乳腺癌、卵巢癌等研究中证实:MDR-1 mRNA/P-gp表达具有较高的临床多药耐药判断价值,且与患者预后密切相关。因本研究中所收集病例多为近期手术患者,未能开展临床化学治疗,故这方面的工作还有待今后进一步证实。25例晚期初治喉咽癌组织中MRP mRNA的阳性率为52%(13/25),与喉咽癌患者性别、年龄、肿瘤原发部位、病理组织学分级、复发等无明显关系。有资料表明,MRP mRNA阳性表达者预后较差,其中尤以鳞状细胞癌明显[3],因25例患者均为T3,4N0-3晚期癌肿,MRP mRNA表达随肿瘤临床分期的增高虽有增高的趋势,却无显著性差异。
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    大量临床资料表明:颈淋巴结转移是头颈部鳞状细胞癌患者最重要的预后因素,特别是包膜外扩散提示预后不良[4]。25例喉咽癌患者中,出现病理证实的颈淋巴结转移18例,占72%,其中N12例,N210例,N3 6例,且在转移淋巴结中以多发性、融合性居多(13/18),包膜外扩散的发生率极高(10/18);而MRP mRNA表达与肿瘤颈淋巴结转移之间有明显关系(P<0.01)。有人对神经母细胞瘤、胃癌的研究亦有类似的结果,且随访5年以上发现MRP高表达者预后差,说明MRP在肿瘤组织中表达不仅提示该肿瘤的多药耐药机制,亦反映了肿瘤侵袭、转移的生物学特性。本研究虽是近期资料,但已表明:术后1年是复发的高峰期,临床随访发现,术后放射治疗不能明显改善这类晚期患者的预后,手术加术后放射治疗,能获得3年无瘤生存的不足40%,这与喉咽癌易粘膜下浸润、多中心发生且易于颈淋巴结转移有关,提示应用诱导化学治疗或辅助化学治疗的必要性,即在诱导化学治疗后,对化学治疗完全缓解者放射治疗加补救性手术;无缓解者手术加或不加放射治疗。此外,对化学治疗的总体反应可作为对放射治疗反应的指示剂,对化学治疗无反应者,手术应作为首选治疗[5]
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    作者单位:蔡晓岚 王天铎 史丽 济南 山东医科大学第一附属医院耳鼻咽喉科 250012

    参考文献

    1 Beauvillain C, Mahe M, Bourdin S, et al. Final results of a randomized trial comparing chemotherapy plus radiotherapy with chemotherapy plus surgery plus radiotherapy in locally advanced resectable hypopharyngeal carcinomas. Laryngoscope ,1997 ,107: 648-653.

    2 Cole SPC, Bhardwaj G, Gerlach JH, et al. Over expression of a transporter gene in a multidrug-resistant human lung cancer cell line. Science, 1992,258:1650-1653.
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    3 Oto E, Abe Y, Oshika K, et al. Expression of the multidrug resistance-associated protien(MRP) gene in non-small-cell lung cancer. Br J Cancer, 1995, 72: 5054-5059.

    4 Alvi A, Johnson JT, Pittsburg H, et al. Extracapsular spread in the clinically negative neck(N0): Implications and outcome. Otol Head Neck Surg, 1996,114:65-70.

    5 Demard F, Chauvel P, Santini T, et al. Response to chemotherapy as justification for modification of the therapeutic strategy for pharyngo laryngeal carcinoma. Head Neck, 1990,12:225-230., 百拇医药