大肠癌 Open Access
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世界华人消化杂志. 2003-03-15; 11(3): 306-309
在线出版日期: 2003-03-15. doi: 10.11569/wcjd.v11.i3.306
大肠肿瘤COX-2的表达与临床病理特征的关系
刘建平, 朱兆华
刘建平, 朱兆华, 中山大学附属第二医院消化内科 广东省广州市 510120
刘建平, 男, 1972-11-07生, 湖南省新化县人, 汉族, 1995年苏州医学院毕业, 2002-06中山大学医学院硕士毕业, 住院医师, 主要从事消化道肿瘤诊治的研究.
通讯作者: 朱兆华, 510120, 广东省广州市沿江西路107号, 中山大学附属第二医院消化内科.
电话: 020-81332490
收稿日期: 2002-07-16
修回日期: 2002-07-20
接受日期: 2002-07-30
在线出版日期: 2003-03-15

目的: 观察COX-2在大肠肿瘤不同发展阶段的表达, 研究COX-2的表达与大肠肿瘤各临床病理特征之间的关系.

方法: 使用免疫组化染色法分别研究了76例外科手术切除的原发性大肠癌石蜡标本(早期大肠癌32例, 进展期大肠癌44例)、33例大肠腺瘤、18例正常大肠黏膜活检组织中COX-2蛋白的表达; 采用K-M半参数法和Cox模型分析COX-2蛋白的表达与进展期大肠癌预后的关系.

结果: 依表达程度由(-)至(++)四级计算, COX-2的表达率在正常结肠黏膜中分别为83.3%, 16.7%, 0%, 0%; 在结肠腺瘤中分别为12.1%, 42.4%, 36.4%, 9.1%; 早期结肠癌中分别为6.3%, 28.1%, 46.9%, 18.7%; 在进展期结肠癌中分别为6.8%, 20.5%, 18.2%, 54.5%. 除腺瘤组与早期癌组中COX-2的表达率无差别外, 其余两两之间COX-2的表达率均有显著性差异(P<0.01). 生存分析显示, COX-2高表达组与低表达组之间的生存曲线有显著性差异(P<0.05). Cox模型中单因素分析显示COX-2表达的死亡风险比为2.665(P<0.05); 多因素分析显示COX-2表达是与进展期大肠癌术后患者预后相关的独立危险因素.

结论: COX-2的表达在由正常大肠黏膜至大肠腺瘤和早期癌至进展期大肠癌发展过程中呈上调趋势. COX-2的表达是一种影响进展期大肠癌术后患者预后的独立危险因素.

关键词: N/A
引文著录: 刘建平, 朱兆华. 大肠肿瘤COX-2的表达与临床病理特征的关系. 世界华人消化杂志 2003; 11(3): 306-309
Correlation of COX-2 expression and clinicopathological features of colorectal cancer
Jian-Ping Liu, Zhao-Hua Zhu
Jian-Ping Liu, Zhao-Hua Zhu, Department of Gastroenterology, The second affiliated Hospital, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510120, Guandong Province, China
Correspondence to: Zhao-Hua Zhu, Department of Gastroenterology, The second affiliated hospital, Sun Yat-Sen University, 107 YangJiang lu, Guangzhou 510120, Guandong Province, China
Received: July 16, 2002
Revised: July 20, 2002
Accepted: July 30, 2002
Published online: March 15, 2003

AIM: To investigate the expression of COX-2 on different stages of colorectal cancer and the correlation between the expression of COX-2 and its clinicopathological features.

METHODS: The expression of COX-2 was determined by immunohistochemical staining in seventy-six surgical specimens of colorectal cancer (late stage 44 and early stage 32), 33 adenomas and 18 normal colonic mucosal tissues were biopsied endocscopically. The correlation of COX-2 with the survival rate was evaluated with Kaplan-Meier survival curves and Cox proportional hazards regression.

RESULTS: The degree of expression of COX-2 was categorized into 4 grades ranged from "-" to "+++", the expression grades in series in normal colonic mucosal tissues was 83.3%, 16.7%, 0%, 0%, respectively; that in adenomas was 12.1%, 42.4%, 36.4%, 9.1%, respectively. The difference of the expression of COX-2 between late stage and early stage of colorectal cancer, and that between the late stage of cancer and adenoma were statistically significant (P < 0.01); however, no significant difference in the expression of COX-2 between early stage of cancer and adenoma was observed. A significant difference in the survival curves between low COX-2 expression group and high COX-2 expression group was showed by Kaplan-Meier survival analysis (P < 0.05). Cox proportional hazards regression indicated that the correlation of the expression of COX-2 with the poor long-term prognosis was existed with a hazard ratio of 2.665 unadjusted for other variables (P < 0.05); the expression of COX-2 was an independent risk factor for poor prognosis.

CONCLUSION: The expression of COX-2 is gradually up-regulated in the evolution of normal epithelium to adenoma or from early stage to advanced stage of colorectal cancer. The expression of COX-2 is an independent risk factor of poor prognosis for postoperative patients with advanced colorectal cancer.

Key Words: N/A
0 引言

环氧化酶(COX)是-完整的膜结合蛋白, 为花生四烯酸(AA)合成前列腺素(PGs)过程中的一个重要的限速酶[1]. 已知其有二种异构形式, 即COX-1和COX-2. COX-1属结构型酶. COX-2属诱导型酶, 由位于染色体1q25.2-25.3的"迅速应答基因" 所编码[2], 其亚细胞定位在内质网和核膜[3], 在正常组织中不表达或微弱表达, 受生长因子和/或细胞因子、炎症递质、一氧化氮、血清素、促肿瘤剂 、癌基因等因素刺激后COX-2mRNA很快增加, 升高可达20-40倍, 并在升高水平上维持6-8 h, 24 h后降至基础水平[4,5]. COX-2在多种肿瘤的发生、发展过程中起重要的作用[6-14]. 但是仍不清楚COX-2在人大肠肿瘤发生、发展过程中的确切作用机制[15]. 此外关于COX-2的表达与大肠肿瘤临床病理特征的关系, 文献报道结果不一.

1 材料和方法
1.1 材料

本院1992/2001年外科手术切除的原发性大肠癌石蜡标本共76例(早期大肠癌32例, 进展期大肠癌44例). 进展期大肠癌(下简称进展期癌)组: 男23例, 女21例; 年龄23-75, 平均58±12岁; 癌灶6.0±3.3 cm. 早期大肠癌(下简称早期癌)组: 男25例, 女7例; 年龄33-78, 平均58±13岁; 癌灶2.4±1.0 cm. 44例进展期癌患者均有随访资料, 随访时间36-70 mo, 平均42±20 mo. 而32例早期癌患者中失访5例, 随访时间4-113 mo, 随访超过36 mo者仅17例. 内镜下息肉摘除术切下的大肠腺瘤33例. 男16例, 女17例. 年龄20-79, 平均57±12岁. 瘤灶平均1.2±0.9 cm. 内镜下取正常人大肠黏膜活检组织18例, 经组织病理学确认为正常肠黏膜组织. COX-2兔抗人单克隆抗体 (浓缩液) (SC-7951)、UltraSensitiveTM S-P(Rabbit)免疫组化试剂盒(SP-9001)均购自北京中山生物技术有限公司.

1.2 方法

采用链霉菌抗生物素蛋白-生物素养过氧化物酶免疫组化染色方法检测COX-2蛋白的表达[16]. 实验步骤依照S-P试剂盒说明进行. COX-2蛋白阳性染色定位于细胞质(呈棕黄色颗粒)或核膜(如图1). 参照Sheehan (JAMA)、Hao[17,18]分类方法, 根据肿瘤细胞中COX-2蛋白染色的范围, 将染色分为4级: 阳性细胞百分率<1%作为(-): 阳性细胞百分率1-19%作为(＋); 阳性细胞百分率20-49%作为(++); 阳性细胞百分率≥50%作为(+++); 仅将(++)与(+++)级考虑为高表达, 归为高表达组; 将(-)与(+)级考虑为低表达, 归为低表达组.

图1
图1 大肠腺癌细胞COX-2胞质染色(×200).

统计学处理 计量资料用t检验, 记数资料用R×C列联表的Fisher精确概率法检验; 生存曲线应用log-rank检验. 用SPSS10.0和SAS8.1统计软件分析.

2 结果

棕黄色染色主要局限于细胞胞质, 少数出现于核膜. COX-2蛋白表达可见于大肠肿瘤细胞、炎症细胞、单核细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞及成纤维细胞, 以大肠肿瘤细胞为主. COX-2在正常大肠黏膜中不表达或微弱表达; 除早期癌组与腺瘤组中COX-2表达无统计学差异外; 其余组两两之间比较均有显著性差异(P<0.01)(表1).

表1 大肠肿瘤中COX-2的表达.
分组n-++++++
进展期癌443(6.8)9(20.5)8(18.2)24(54.5)b
早期癌322(6.3)9(28.1)15(46.9)6(18.7)bd
腺瘤334(12.1)14(42.4)12(36.4)3(9.1)bd
正常黏膜1815(83.3)3(16.7)0(0)0(0)
bP<0.01 vs 正常黏膜,
dP<0.01 vs 进展期癌.
2.1 COX-2表达与大肠肿瘤临床病理特征的关系

COX-2表达与进展期大肠癌被研究的各项临床病理特征无关. COX-2的表达与早期大肠癌被研究的各项临床病理特征无关. COX-2的表达与腺瘤被研究的各项临床病理特征无关.

2.2 COX-2表达与进展期大肠癌患者的预后

因为早期癌组资料中随访时间超过3 a的样本量少, 死亡例数少(仅3例), 不满足生存分析的统计学要求, 故不予分析. 44例进展期大肠癌患者中死亡16例, 生存28例, 其中COX-2高表达组(n = 32)死亡15例, COX-2低表达组(n = 12)死亡1例. Kaplan-Meier非参数法结果表明3年累计生存率在COX-2低表达组为100%; 而在COX-2高表达组为62.5%. 经log-rank检验, COX-2高表达组与低表达组的生存曲线有显著性差异(x2 = 5.20, P = 0.0225)(图2). 单因素分析结果显示淋巴结转移、Dukes分期、 COX-2表达等3项因素均能影响进展期大肠癌患者生存时间. 分析远处转移因素时, 因为远处转移患者中无COX-2低表达病例, 回归系数为零, 不能在单因素分析中体现出该因素的死亡风险比(表2). 多因素分析显示淋巴结转移、远处转移与Dukes分期三因素之间有显著相关. 其中, 淋巴结转移与远处转移的Pearson相关系数为0.411; 远处转移与Dukes分期的Pearson相关系数为0.628; 而淋巴结转移与Dukes分期的Pearson相关系数为0.876; 经检验其P<0.01. 而前三项因素与COX-2表达这一因素之间的相关程度均较低(P>0.05). 提示在影响进展期大肠癌患者术后生存率的危险因素中, COX-2的表达是一项独立的危险因素. 使用Forward LR方法分析, 经筛查变量, 结果只有Dukes分期和COX-2(分为- - +++四级)两项变量进入Cox回归方程, 表明淋巴结转移和远处转移是与Dukes分期高度相关的因素, 实际上被包含在Dukes分期这一因素中, 因而在Cox回归分析中被剔出. 控制Dukes分期因素在平均水平后得出的COX-2在回归方程中的死亡风险比为2.248(表3).

表2 单因素分析中各因素死亡风险比结果.
Exp(B)95%CI for Exp(B)P value
COX-22.6651.160-6.1250.021
Dukes分期4.2291.869-9.5720.001
淋巴结转移4.2861.481-12.4050.007
远处转移1.0000.025-40.5401.000
分布部位0.8960.336-2.3890.826
癌灶大小1.0120.860-1.1890.890
分化程度1.3800.511-3.7240.525
年龄1.0130.970-1.0580.569
性别2.0230.691-5.9250.199
Exp(B): 危险比(死亡风险比); CI: 可信区间: p value: P值.
图2
图2 Kaplan-Meier非参数法生存曲线图.
表3 多因素分析中死亡风险比结果.
rSxWalddfSigExp(B)95%CI for Exp(B)
LowerUpper
COX-20.8100.4193.73110.0532.2480.9885.114
杜克分期1.2790.40110.18410.0013.5921.6387.879
Wald: x2统计量; df: 自由度; Sig: 显著性检验值; Exp(B): 危险比(死亡风险比).
3 讨论

流行病学调查显示, 长期规则服用 NSAID人群中大肠癌的发病率下降40%-50%[19], 且下降程度与所服用NSAID 呈时间和剂量依赖性[20], 长期服用舒林酸(sulindac)使家族性腺瘤性息肉病患者的结肠息肉体积明显缩小, 数量减少[21], 目前认为NSAID是通过抑制COX-2的表达进而诱导肿瘤细胞的凋亡, 抑制生长因子及其受体等机制而发挥抗肿瘤作用[22-27]. 多发性结肠腺瘤性息肉动物模型APCΔ716小鼠的COX-2基因被敲除(knock out) 后, 其后代发生结肠腺瘤性息肉的数目减少, 体积亦减小[28], 证实COX-2在大肠息肉形成的早期阶段发挥关键作用[29]; 特异性的COX-2抑制剂塞来希布(celecoxib)可显著抑制结肠腺癌的发生[30]. COX-2的表达在从正常黏膜至不典型增生以至癌变发展过程中呈逐渐上调趋势, 85%-95%的大肠腺癌和40%-50%的大肠腺瘤有COX-2蛋白的水平增高[31,32], 86%(12/14)的大肠癌和43%(6/14)的大肠腺瘤COX-2mRNA水平明显增高[33]. 国内学者报道: COX-2mRNA表达在30%(3/10)的大肠腺瘤和70.8%(17/24)-90%(27/30)的大肠腺癌中明显增高, 而正常黏膜中无表达或表达很弱[11,34].

文献报道: COX-2的表达与腺瘤的大小和不典型增生程度无关, 与腺癌的分化程度、分布部位、淋巴结转移及Dukes分期无关[5,35]. 我们研究的结果支持上述观点, 但我们也发现COX-2的表达与大肠肿瘤的部分临床病理特征有关系, 其中较有意义的是发现早期癌与进展期癌之间COX-2的表达有显著性差异, 这一结果再次表明过少的样本数难以得出有价值的统计学结论, 不采用较细的分层分析而轻易合并资料将在统计学上丢失有益的信息. 多数研究在分析大肠癌COX-2的表达与其发展阶段的关系时, 常因早期癌(A1期)例数少, 不能分析早期癌与进展期癌之间COX-2表达是否存在差异. 此外我们在比较32例早期癌与44例进展期癌COX-2的表达时, 曾将COX-2的表达简单分为高表达组和低表达组, 未发现早期癌与进展期癌之间COX-2的表达有显著性差异, 然而将COX-2的表达按染色的程度分为"- - +++"四个等级进行分析后, 就发现早期癌与进展期癌之间COX-2的表达有显著性差异(P = 0.006). 这一结果也符合编码COX-2蛋白的"迅速应答基因"的反应特点[2].

近年有些学者注意到, COX-2的表达与大肠癌的预后相关. 大肠癌5 a累计生存率在COX-2低表达组患者中为91.6%, 而高表达组患者仅40.5%[17]. COX-2的表达与大肠癌的淋巴结转移、异时肝转移(metachronous liver metastasis)相关, 并且COX-2的表达是异时肝转移的独立危险因子[36]. Tomozawa et al[37]认为COX-2的表达与大肠癌的术后复发相关: 大肠癌术后复发率在COX-2高表达组明显高于COX-2低表达组, 是与预后相关的独立危险因子. 本研究结果支持这一观点.

编辑: N/A

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