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【摘要】 目的 探讨MMP3、MMP7及TIMP1的表达与胃肠道间质瘤(GIST) 生物学行为的关系,为预测该肿瘤的侵袭潜能提供理论依据和可能的预测指标。方法 对68例GIST组织进行免疫组织化学染色,并结合病理形态学及生物学行为评价进行分析。结果 MMP3、MMP7及TIMP1的阳性表达率均随FLETCHER风险度分级危险程度的增加而升高（r=0.299～0.354，P<0.01），三者的阳性表达在肿瘤直径≤5 cm和＞5 cm组差异均有显著性（χ2=4.73～5.82，P<0.05）。MMP3及TIMP1阳性表达率在有远处转移和无远处转移组差异均有显著性(χ2=4.57、4.61，P<0.05)。MMP3阳性表达率在浸润性和膨胀性生长组以及细胞核分裂数≤10/50HPF和＞10/50HPF 组差异均有显著性（χ2=4.69、5.81，P<0.05）。结论 MMP3、MMP7及TIMP-1表达与GIST细胞的侵袭转移能力有关；而MMP3、MMP7及TIMP1之间平衡失调也是GIST恶性进展、侵袭转移的重要因素。因此，检测MMP3、MMP7及TIMP1的表达可以作为GIST的生物学行为评价的有效指标。
【关键词】 胃肠道间质瘤 基质金属蛋白酶 基质金属蛋白酶抑制剂
胃肠道间质瘤（GIST）是临床并非少见的胃肠道系统间叶源性肿瘤。目前，对GIST的病变性质的诊断标准尚有争议。因此，FLETCHER 等推荐对GIST生物学行为应进行分级评估,分为4个风险度等级：极低度侵袭危险性(VLR)、低度侵袭危险性(LR)、中度侵袭危险性(IR)和高度侵袭危险性(HR)［１］。传统化疗和放疗对GIST的效果极差, 长久以来手术切除被认为是惟一的治愈方法，然而GIST术后仍有较高的复发和转移率［2］,准确判断GIST病人的预后对指导临床治疗极为重要。目前，国内外文献报道细胞侵袭过程中参与细胞外基质代谢的酶——基质金属蛋白酶（MMPs)及其抑制剂(TIMPs) 的表达与GIST生物学行为的关系密切〖3,4〗。本研究拟采用PV法检测GIST中MMP3、MMP7及TIMP1的表达，并探讨其与临床病理分型、生物学行为评价的关系。现将结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 材料来源
收集青岛大学医学院附属医院病理科2005年以来的胃肠道间质瘤手术标本的组织蜡块及临床病理资料68例, 其中男33例，女35例；年龄33～83岁，中位年龄61岁；肿瘤直径大于5 cm者35例（51.47%），小于5 cm者33例（48.53%）；按组织学分型，梭形细胞型50例（73.52%），上皮样细胞型9例（13.24%），混合细胞型9例（13.24%）；按FLET-CHER风险度分级评估，VLR者8例（11.76%）、LR者19例（27.94%）、IR者14例（20.59%）、HR者27例（39.71%）；肿瘤核分裂数≤10/50HPF 55例（80.88%），核分裂数＞10/50HPF 13例（19.12%）。所有组织标本均经40 g/L中性甲醛固定、石蜡包埋。
1.2 免疫组化试剂来源及染色方法
鼠抗人MMP7单克隆抗体及兔抗人TIMP1多克隆抗体工作液购于北京中杉金桥生物技术有限公司；鼠抗人MMP3单克隆抗体原液0.1 mL购于北京博奥森生物技术有限公司。4 μm厚连续切片4张；常规苏木精-伊红染色1张；余者采用PV-9000二步法行免疫组织化学染色,染色步骤按说明进行。用PBS代替一抗作为阴性对照，已知阳性切片作为阳性对照。MMP3及TIMP1免疫组化实验需要热修复，MMP7不需热修复。MMP3免疫组化实验一抗浓度为1∶100。
1.3 结果判定标准
MMP3、MMP7及TIMP1均以细胞浆内和（或）细胞膜上出现黄色或棕黄色颗粒为阳性着色。每张切片随机选取10个高倍镜视野，每个高倍镜下计数100个肿瘤细胞，取其平均值。按阳性细胞所占的百分率分为：阴性（-），即阳性细胞数占0～10%；阳性（+），即阳性细胞数>10%［5］。
1.4 统计学处理
免疫组化结果使用SPSS 13.0及PPMS 1.5［6］统计学软件进行数据处理，数据间的比较采用卡方检验、秩和检验和相关分析，以P<0.05为差异有显著性。
2 结 果
2.1 MMP3、MMP7及TIMP1的表达及定位
MMP3、MMP7及TIMP1的阳性表达率分别为64.71%（44/68）、83.82%（57/68）、58.82%（40/68）。阳性表达均在GIST肿瘤细胞的胞浆中，阳性产物呈弥漫性或散在的棕黄色颗粒，不同区域的染色程度有明显差异。
2.2 MMP3、MMP7及TIMP1表达与GIST临床病理特征的关系
2.2.1 MMP3表达与GIST临床病理特征的关系MMP3在FLETCHER风险度分级的4个不同级别中阳性表达差异有极显著意义（u=356.50，P<0.01），其阳性表达率随危险度程度的增加而升高（r=0.30，P<0.01）。见表1。浸润性生长组和膨胀性生长组MMP3阳性表达率分别为80.00%和54.55%，两组比较差异有显著性（χ2=4.69，P<0.05）；有远处转移组和无远处转移组阳性表达率分别为100.00%和63.33%，两组比较差异有显著性(χ2=4.57，P<0.05)；肿瘤直径≤5 cm和＞5 cm两组的阳性表达率分别为51.52%和77.14%，两组间比较差异有显著性(χ2=4.88，P<0.05)；细胞核分裂数≤10/50HPF和＞10/50HPF组的阳性表达率分别是58.18%和92.31%，两组间比较差异有显著性(χ2=5.81，P<0.05)。
2.2.2 MMP7与GIST临床病理特征的关系 68例中，MMP7阳性表达率在FLETCHER风险度分级的4个级别中的差异有极显著性（u=241.00，P<0.01）,其阳性表达率随危险度程度的增加而升高（r=0.35，P<0.01）。见表1。肿瘤直径≤5 cm和＞5 cm两组的阳性率分别为72.72%和94.29%，两组比较差异有显著性(χ2=5.82，P<0.05)。
2.2.3 TIMP1与GIST临床病理特征的关系 68例中，TIMP1阳性表达在GIST的FLETCHER风险度分级各个级别中差异有极显著性（u=567.50,P<0.01），其阳性表达率随危险度程度的增加而升高（r=0.32，P<0.01）。见表1。肿瘤直径≤5 cm和＞5 cm两组TIMP1阳性表达率分别为45.45%和71.43%，两组比较差异有显著性(χ2=4.73，P<0.05)；有远处转移组和无远处转移组TIMP1的阳性表达率分别为100.00%和63.33%，两组比较差异有显著性(χ2=4.61，P<0.05)。表1 MMP3、MMP7及TIMP1表达与FLETCHER风险度分级的关系
3 讨 论
GIST是临床上最多见的胃肠道间叶性肿瘤，好发于从食管至肛门的胃肠道全长范围;也可见于包括网膜、肠系膜、腹膜及后腹膜等部位。曾认为直径小于5 cm者为良性，但临床有小于2 cm无核分裂象、无细胞异型性者而发生复发及转移的病例。
侵袭和转移是恶性肿瘤的重要的生物学特性，MMPs及TIMPs是侵袭和转移密切相关的因素。细胞间基质和基底膜组成的细胞外基质（ECM）是肿瘤细胞侵袭和转移中的重要屏障［7］。现如今发现了多种对ECM不同成分起作用的酶，其中由结缔组织及肿瘤组织合成、分泌的MMPs构成了胞外基质降解最重要的蛋白水解系统。在细胞外基质中MMPs的活性可被内源性抑制剂——TIMPs家族所调节，它们与MMPs形成非常紧密的非共价键复合物，从而抑制MMPs的活性。MMP3及MMP7同属于基质金属蛋白酶中基质溶解素类，它们可以降解Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型胶原蛋白以及纤维连接蛋白和层粘连蛋白等，其内源性抑制剂——TIMP1可以抑制MMP3、MMP7的活性。故进一步研究该肿瘤的MMP3、MMP7和TIMP1与临床生物学行为的关系具有重要意义。
本研究结果显示，MMP3、MMP7、TIMP1蛋白在GIST FLETCHER风险度分级、肿瘤直径、浸润转移及核分裂数的不同组间表达差别有统计学意义。MMP3及MMP7蛋白的阳性表达率随肿瘤侵袭危险程度的增加而有升高的趋势，这与国内外相关研究结论相符〖8,9〗。此研究结果表明，伴随GIST的FLETCHER风险度分级升高，MMP3、MMP7表达也升高，有利于胞外基质降解而促进GIST的浸润性生长和转移；而且其高表达可以导致GIST浸润性生长加速，这是表明GIST恶性程度增加、生长活跃和转移的有价值的检测指标之一。MMP3、MMP7、TIMP1在不同大小的GIST组织表达有差别，它们在直径＞5 cm的GIST的表达均明显高于直径≤5 cm的GIST，说明GIST的大小可以作为判断其良恶性的重要指标。我们认为GIST是恶性肿瘤，小于5 cm的GIST所以有良性的预后，主要是病期早的原故，如同早期肝癌有好的预后相同。因此，目前采用对GIST生物学行为进行分级评估是恰当的，诊断良性GIST是欠恰当的。
本文研究结果也显示，TIMP1的表达与GIST的FLETCHER风险度分级的侵袭危险度呈正相关，且其在有远处转移组的表达率明显高于无远处转移组。按一般情况，当GIST的MMPs高表达时，TIMP-1应该低表达，或丧失表达。但是，本检测结果证实，TIMP1在GIST组织中的表达随MMPs表达增高而调高表达。在国内外相关文献报道中，有与此相反和相似的研究结果〖9,10〗。分析TIMP1表达增高的原因，推测有两种可能：①间质瘤细胞在分泌MMPs增多的同时，也同步补偿性分泌较多的TIMPs，当然此补偿是不充分的；②间质瘤细胞的TIMP1为突变的基因产物，即TIMP1的基因发生了突变，使其编码蛋白质部分或全部丧失抑制MMPs的功能。本研究结果提示，虽然GIST的MMP3、MMP7及TIMP1表达均增高，而且与其恶性程度呈正相关，但是，MMPs与TIMP1之间的平衡状态失调。因此，GIST的 MMPs与TIMP1之间的平衡状态失调也是影响其恶性进展及侵袭转移的重要因素。
总之，GIST的生物学行为不良，虽然早期病变的GIST（小于5 cm）可以有良性的预后，但是诊断良性GIST是欠恰当的。MMP3、 MMP7及TIMP1表达与GIST细胞的侵袭转移能力有关；而MMP3、MMP7及TIMP1之间平衡失调也是GIST恶性进展、侵袭转移的重要因素。因此，同时检测MMP3、MMP7及TIMP1的表达可以作为GIST的生物学行为评价的有效指标。
【参考文献】
［１］FLETCH C D, BERMAN J J, CORLESS C, et al. Diagnosis of gastrointestinal stromal tumors:a consensus approach［J］. Hum Pathol, 2002,33(5):459 2465.
［2］王海波,周岩冰,兰军良,等. 胃肠道间质瘤的临床诊断与治疗［J］. 青岛大学医学院学报, 2006,42(2):102-105.
［3］孔杰,马斌,胡有谷,等. 人正常和退变腰椎间盘中TIMP1的表达及其意义［J］. 青岛大学医学院学报, 2008,44(4):312-314.
［4］汪露祥,吴强,丁向东,等. MMP-9、TIMP-1及MMP-2、TIMP-2表达与胃肠道间质瘤生物学行为的关系［J］. 中国基层医药, 2006,13(6):928-930.
［5］KOHLBERGER P D, BREITENECKER F, KAIDER A, et al. Modified true-color computer-assisted image analysis versus subjective scoring of estrogen receptor expression in breast cancer: a comparison［J］. Anticancer Res, 1999,19(3B):2189-2193.
［6］周晓彬,纪新强,徐莉. 医用统计学软件PPMS 1.5的组成和应用［J］. 齐鲁医学杂志, 2009,24(1):29-32.
［7］ELKIN M, ARIEL I, MIAO H Q, et al. Inhibition of bladder carcinoma angiogeriesis, stromal support, and tumor growth by halofuginone［J］. Cancer Res, 1999,59(16):4111-4118.
［8］STERNLICHT M D, LOCHTER A, SYMPSON C I. Proteinase MMP3/stromelysin-1 promotes the stromal mammary carcinogenesis［J］. Cell, 1999,98(1):137-146.
［9］郑英斌,苗雄鹰,陈志霞. 基质金属蛋白酶-3及其抑制剂-1在食管鳞癌组织中的表达和临床意义［J］. 上海医学, 2007,30(6):431-434.
［10］NAKANO A, TANI E, MIYAZAKI K, et al. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in human gliomas［J］. Neurosurg, 1995,83(2):298-307.
作者单位：青岛大学医学院病理学教研室，山东 青岛 266021