LRP、TOPOⅡ及GSTπ在非小细胞肺癌中的表达及临床意义

【摘要】  目的 探讨肺耐药蛋白（lung resistance protein, LRP），DNA拓扑异构酶Ⅱ（topoisomeraseⅡ, TOPOⅡ），谷胱甘肽S转移酶π（glutathioneStransferaseπ, GSTπ）在非小细胞肺癌（nonsmall cell lung cancer, NSCLC）的表达及其临床意义。方法采用免疫组化技术（SP法）检测57例术前均未进行化疗的非小细胞肺癌中LRP、TOPOⅡ及GSTπ的表达情况。结果 在NSCLC中LRP、TOPOⅡ及GSTπ的表达阳性率分别为68.42%（39/57），66.67%（38/57）和84.21%（48/57），三者的表达均与病人的年龄、性别、肿瘤的大体类型、淋巴结转移以及临床分期无关（P＞0.05），而与肿瘤的分化程度相关，高中分化与低分化之间差异有显著性（P＜0.05）。且TOPOⅡ表达与组织学类型相关，鳞癌组的表达显著高于腺癌和细支气管肺泡癌（P＜0.05）。结论 LRP、GSTπ和TOPOⅡ共同参与了NSCLC的固有耐药，表达的差异提示对药物敏感度不同，联合检测为制定科学有效的治疗方案具有临床意义。

【关键词】  肺耐药蛋白；DNA拓扑异构酶Ⅱ；谷胱甘肽S转移酶π；非小细胞肺癌；多药耐药性

Expression and clinical significance of lung resistance protein,topoisomeraseⅡ and glutathioneStransferaseπ in

    nonsmall cell lung cancer

    WANG Xia1  WANG Peiyuan2  WU Shuhua1  et al

    1 Deptartment  of Pathology,Binzhou Medical University,Binzhou 256603;2 Deptartment  of Radiology,Binzhou Medical University

    【Abstract】  Objective  To investigate the expression and evaluate clinical significances of lung resistance protein (LRP), topoisomeraseⅡ(TOPOⅡ), glutathioneStransferaseπ (GSTπ) in nonsmall cell lung cancer (NSCLC).Methods  Immunohistochemical SP method was used to examine the expression of LRP, TOPOⅡ and GSTπ in 57 NSCLC cases.Results  The positive rates of LRP, TOPOⅡ and GSTπ in NSCLC were 68.42%(39/57)，66.67%(38/57) and 84.21%(48/57),which were not correlated with age, sex, position, lymph node metastasis and TNM stage（P＞0.05）. The positive rates were correlated with the degree of tumor differentiation, the poorly differentiated carcinomas were significantly different with well-differentiated and moderately differentiated carcinomas（P＜0.05）. And the expression of TOPOⅡ was correlated with histological types，the positive rate in squamouscell carcinoma was higher than that in adenocarcinoma and bronchioalveolar carcinoma（P＜0.05）.Conclusion  LRP, TOPOⅡ and GSTπ intervene in the original multidrug resistance together. The expression difference indicates the sensitive difference to pharmaceuticals of NSCLC.The expression status detection of LRP, TOPOⅡ and GSTπ is significant for making scientific and efficient clinical treatment plan.

    【Key  words】  LRP, TOPOⅡ, GSTπ, NSCLC, multidrug resistance

    肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，近年来发病率和死亡率明显增高，根据其组织学形态可分为小细胞性肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC）。NSCLC占所有肺癌的80%～85%，虽然以手术为主的综合性治疗措施不断提高，NSCLC患者的5年生存率仅为15%，这与两种因素有关［1］，一是诊断时间，大约70%NSCLC患者诊断时已经转移或局部侵袭而失去手术机会；二是 NSCLC包含多种分子耐药机制，最常见的是肿瘤组织的多药耐药性（multidrug resistance, MDR）。MDR基因在肿瘤组织中的异常表达往往导致肿瘤患者化疗的失败，并影响的病情的进展。本文回顾性分析了57例非小细胞肺癌中肺耐药蛋白（LRP）、DNA拓扑异构酶Ⅱ（TOPOⅡ）、谷胱甘肽S转移酶π（GSTπ）的表达，探讨其临床意义，为临床治疗方案的制定提供理论指导。

    1  材料和方法

    1.1  材料  收集滨州医学院附属医院2007年6月—2008年5月手术切除经病理证实的57例非小细胞肺癌组织标本。所有患者术前均未进行化疗，其中男35例，女22例；年龄43～75岁，平均58.6岁，≤58岁30例，＞58岁27例。肿块为中央型21例，周围型36例；组织学类型：鳞癌16例，腺癌24例，细支气管肺泡癌17例；分化程度高分化16例，中分化18例，低分化23例；淋巴结有转移34例，无转移23例；临床分期根据2002年国际癌症防治联合会（UICC）制定的标准进行TNM分期，其中Ⅰ期18例，Ⅱ期26例，Ⅲ～Ⅳ期13例。

    1.2  试剂与方法  鼠抗人LRP、TOPOⅡ和GSTπ单克隆抗体，SP免疫组化即用型试剂盒均购自福州迈新生物技术有限公司。石蜡标本4 μm连续切片，严格按照说明书染色步骤分别进行LRP、TOPOⅡ和GSTπ免疫组化染色，用PBS代替一抗作阴性对照，用已知阳性的乳腺癌作阳性对照。

    1.3  结果判定  LRP、GSTπ阳性表达位于胞浆，TOPOⅡ阳性表达位于胞核，均以出现棕黄色颗粒为阳性标志。

    1.4  统计学处理  采用SPSS13.0统计软件进行χ2及精确概率法等检验，P＜0.05为差异有显著意义。

    2  结果

    57例NSCLC中LRP、TOPOⅡ和GSTπ的阳性表达率分别为68.42%、66.67%和84.21%，三者在癌组织中的表达均与病人的年龄、性别、肿瘤的大体类型、淋巴结转移以及临床分期无相关关系（P＞0.05）。LRP、TOPOⅡ和GSTπ的表达均与肿瘤的分化程度密切相关，其中LRP和GSTπ在低分化癌中表达显著低于高分化者（χ2=11.20，χ2=4.94，P＜0.05）。TOPOⅡ在低分化癌中表达显著高于高分化者（χ2=9.37，P＜0.05），且TOPOⅡ的表达与组织学类型有相关关系，在鳞癌中的表达显著高于腺癌和支气管肺泡癌（χ2=7.34，P＜0.05）。免疫组化结果见图1～4。非小细胞肺癌中LRP、TOPOⅡ和GSTπ的表达与临床病理资料的关系见表1。

    3  讨论

    肺癌高居全球癌症死亡率之首，严重威胁人们的生命健康。对化疗的抵抗仍是肿瘤化疗效果不理想的关键问题，多药耐药性是最为常见的原因。多药耐药（MDR）基因是指肿瘤细胞对分子结构不同、作用机制各异的抗肿瘤药物产生交叉耐药。MDR基因的过度表达或扩增往往导致肿瘤患者化疗的失败, 并伴随病情的发展或肿瘤复发及转移［2］，其机制很复杂，涉及细胞的凋亡、药物转运过程和细胞解毒作用等方面。

    LRP是构成人体穹窿蛋白的主要成分，正常情况下主要分布于体腔上皮、分泌器官等与异物接触的组织中，清除外源性物质，起保护作用。研究证实LRP参与多种肿瘤对化疗药物的耐药［3］，LRP的阳性表达提示对化疗不敏感。目前认为LRP引起多药耐药的机制主要有：第一，它使那些以细胞核为靶点的药物不能通过核孔进入胞核，有些药物即使进入胞核也很快被运回到胞质中，降低了药物分布的核质比率；第二，可使进入胞质的药物转运到运输囊泡中，通过胞吐的方式排出细胞外，从而产生耐药［4］。GST是一多基因家族，目前发现有5种同工酶（α、μ、π、θ和膜结合型），是一种多功能药物代谢酶，GSTπ是同工酶中表达最高的一种，可催化亲电物质（如抗癌药物）与谷胱甘肽（GSH）结合，将抗癌药物排出细胞，使肿瘤细胞对抗癌药物的代谢和运输能力增强，从而产生耐药；GSTπ本身还可以与亲脂性细胞毒性药物结合增加其水溶性，促进药物代谢，降低抗癌药物的细胞毒性作用，导致耐药。本研究中LRP、GSTπ的阳性表达率分别为68.42%、84.21%，提示NSCLC存在着原发性耐药，LRP、GSTπ参与了NSCLC的固有耐药。LRP、GSTπ的表达与组织的分化程度相关，低分化中的表达显著低于高、中分化，高中分化之间表达无差异性，提示癌组织分化程度越低，对化疗药物越敏感。姬明丽等［5］也发现相同的表达规律，并提出LRP、GSTπ在NSCLC的固有化疗耐药机制中起一定作用，参与NSCLC对环磷酰胺、顺铂+5Fu、阿霉素的耐药性。其中LRP参与了阻止顺铂、5Fu等对肿瘤细胞DNA的破坏，且通过胞吐作用限制阿霉素作用的转录，GSTπ阳性则提示对顺铂、阿霉素、氮芥、环磷酰胺等药物疗效不佳。Hida等［6］报道化疗前低GSTπ水平的NSCLC患者对含顺铂联合方案的敏感性显著高于高水平者。

    TOPOⅡ是机体内重要的核酶，参与DNA的转录、翻译、复制及染色体的分离等过程，主要存在于S2、G2/M期，有两种功能：一作为细胞的增殖指数，表达于S2、G2/M期；二作为抗癌药物的靶点指数。化疗药物主要通过与TOPOⅡ结合造成DNA复制及转录异常，是肿瘤化疗的主要靶酶。一般认为TOPOⅡ阳性表达越高，化疗药物具备的靶点越多，对抗癌药物敏感性越高。本研究中TOPOⅡ的阳性表达率为66.67%，与组织的分化程度相关，低分化者表达显著高于高中分化，提示组织分化越差，说明其恶性程度高，细胞增殖活跃，存在于S2、G2/M期的TOPOⅡ量多，阳性率就高，同时也提示耐药性越低，对化疗药物敏感性高［7］。临床许多化疗药物如DNA嵌入剂放线菌素D、阿霉素、米托蒽醌等，非嵌入剂异黄酮类、喜树碱、鬼臼毒素、VP16等都是以TOPOⅡ为靶点的抗肿瘤药物。本研究还发现TOPOⅡ的表达与组织学类型有关，鳞癌的阳性表达率显著高于腺癌和支气管肺泡癌，这也与临床鳞癌对化疗相对敏感一致。

    本研究结果表明，LRP、GSTπ和TOPOⅡ共同参与了NSCLC中的固有耐药，三者的表达均与病人的年龄、性别、肿瘤的大体类型、淋巴结转移以及临床分期无关，提示不同性别、年龄、肿瘤的发病部位肿瘤的耐药几率相同，淋巴结转移与临床分期只代表肿瘤的进展而与耐药性无关。但肿瘤间表达存在差异，提示不同肿瘤对化疗药物敏感性不同。联合检测多种耐药基因和蛋白，可为临床选择不同的化疗药物，制定相对科学有效的化疗方案，实现肿瘤治疗方案的个体化，提高疗效。

【参考文献】
  ［1］ Anne M, Myriam R, Nicky D,et al.Development of a chemoresistant orthotopic human nonsmall cell lung carcinoma model in nude mice［J］.Cancer,2004, 101(8):19081917.

［2］ Nooter K, Herweijer H.Multidrug resistance (mdr ) genes in human cancer［J］.Br J Cancer, 1991, 63 (5): 663669.

［3］ 王洁，刘叙议，蒋巍，等.LRP、MRP、MDR1基因在非小细胞肺癌中的表达及其临床意义［J］.中华肿瘤杂志，2000,22(4):304308.

［4］ Dingemans AM, Witlox MA, Stallaert RA ,et al.Expression of DNA topoisomerase II alpha and topoisomerase Iibeta genes predicts survival and response to chemotherapy in patients with small cell lung cancer［J］.Clin Cancer Res, 1999, 5 (8): 20482058.

［5］ 姬明丽，千智斌，宋晓荣.LRP及GSTπ的表达与非小细胞肺癌的耐药性关系［J］.肿瘤防治研究，2006,33(5):317320.

［6］ Hida T, Kuwabara M, Ariyoshi Y,et al.Serum glutathione Stransferasepi level as a tumor marker for nonsmall cell lung cancer. Potential predictive value in chemotherapeutic response［J］.Cancer, 1994, 73(5): 13771382.

［7］ 郑少江，吴焕明，王伟. LRP、ToPoⅡ在非小细胞肺癌中的协同表达及其临床意义［J］.中国组织化学与细胞化学杂志，2004,13(2):180183.

作者单位：1 滨州医学院病理学教研室 滨州市 256603；2 滨州医学院影像学教研室;3 滨州医学院附属医院