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大腸癌中增殖細胞核抗原和胎盤型谷胱甘肽-S-轉移酶、拓撲異構酶-Ⅱ與P-糖蛋白耐藥基因的表達及臨床意義

來源:中華醫學研究雜志 作者:羅志謀金曉龍謝蘊潘玉林浦文蘭蔡沛然洪亮 2006-8-19

摘要: 【摘要】 目的 探討大腸癌中增殖細胞核抗原(Ki-67)和胎盤型谷胱甘肽-S-轉移酶(GST-Pi)、拓撲異構酶-Ⅱ(TOPO-Ⅱ)及P-糖蛋白(Pgp)耐藥基因的表達及臨床意義。方法 采用即用型免疫組化微波加熱法,對170例大腸癌中Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp耐藥基因的檢測分析。結果 (1)170例大腸癌中Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp的陽性表......


  【摘要】  目的  探討大腸癌中增殖細胞核抗原(Ki-67)和胎盤型谷胱甘肽-S-轉移酶(GST-Pi)、拓撲異構酶-Ⅱ(TOPO-Ⅱ)及P-糖蛋白(Pgp)耐藥基因的表達及臨床意義。方法  采用即用型免疫組化微波加熱法,對170例大腸癌中Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp耐藥基因的檢測分析。結果  (1)170例大腸癌中Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp的陽性表達率分別為56.47%和67.05%、44.11%、19.41%。(2)大腸癌中Ki-67的陽生率與GST-Pi、TOPO-Ⅱ陽性表達呈正相關(P<0.05)。結論  部分大腸癌患者的體內存在多向耐藥基因,或增殖活性高的大腸癌具有介導癌細胞內原發存在對GST-Pi、TOPO-Ⅱ和Pgp所介導的抗癌藥物的耐藥基因。因此,在化療前對大腸癌中進行Ki-67與耐藥基因的檢測,有助于預后判斷與選擇合理聯合用藥,提高療效與存活率,延長生存期,具有臨床實際意義。

  【關鍵詞】  大腸癌;增殖細胞核抗原;耐藥基因;免疫組化

  Expression of nucleus antigen in proliferation cell and drug resistant gene glutathione-s-transferase-pi,Topoisomerase Ⅱ,P-glycoprotein in large bowel carcinoma

  LUO Zhi-mou,JIN Xiao-long,XIE Yun,et al.

  The Department of Pathology,Minhang Hospital,Shanghai 201100,China

  【Abstract】  Objective  To probe into the expression and clinical significance of nucleus antigen in proliferation cell (Ki-67) and drug resistance gene as glutathione-s-transferase-pi (Gst-Pi),topoisomerase Ⅱ(TOPO-Ⅱ,P-glycoprotein(Pgp) in large bowel carcinoma.Methods  To test and analyze the ki-67 and drug resistance gene as GsT-pi、Topo Ⅱ,Pgp in 170 cases of large bowel carcinoma by instant microwave heat-immunohistochemistry.Results  (1)Positive expression rates of Ki67,GST-Pi,Topo-Ⅱ,Pgp in 170 cases of large bowel carcinoma were 56.47%,67.05%,44.11% and 19.41%,respectively.(2)There were some correlations among the positive expression of Ki-67,GsT-Pi,and Topo-Ⅱ in large bowel carcinoma (P<0.05).Conclusion  There are presence of multidrug resistance genes in some patients of large bowel carcinoma or resistance to GsT-Pi,Topo-Ⅱ,PgP existed in the fast proliferation cancer cell primarily.So before starting the chemotherapy,determination of Ki-67 and the above resistance gene may be helpful for clinicians to select a rational regime and dosage to impove the curative effect and prolong the life span.

  【Key words】  large bowel carcinoma;necleus antigen in proliferation cell;resistame gane;immunohistochemistry

    大腸癌具有較高的發病率和死亡率,在上海地區的發病率呈上升趨勢,我國大腸癌占惡性腫瘤中的第四或第五位[1]。目前,對大腸癌的治療主要是手術與化療,臨床醫生多采用聯合方案或憑主觀判斷進行用藥。最近有研究發現,腫瘤細胞內耐藥蛋白往往是導致臨床化療失敗的主要原因之一[2]。本文研究通過檢測大腸癌化療前腫瘤細胞的增殖活性與耐藥性,旨在判斷預后與為防止多種耐藥性的誘導方面提供一定的臨床病理依據。

  1  材料與方法

  1.1  材料  收集我院病理科2003年1月~2004年12月外科手術切除的大腸癌標本170例,術前均未做過化療,男83例,女87例,年齡29~88歲,平均62.85歲。均經HE病理診斷明確。大腸癌的分化程度:高分化管狀腺癌42例,中分化管狀腺癌70例,低分化管狀腺癌29例,粘液腺癌26例,印戒細胞癌3例。大腸癌的臨床分期:A期25例,B期55例,C期82例,D期8例。

  1.2  方法  標本石蠟連續切片4張,厚3μm,分別免疫組織化學即用型二步染色。檢測藥盒購自上海長島抗體診斷試劑有限公司,單克隆抗體。Ki-67陽性者提示腫瘤細胞的增殖活性增強,惡性程度高,預后差;GST-Pi陽性者提示腫瘤細胞對GST-Pi所介導的抗癌藥物順鉑有耐藥傾向;TOPO-Ⅱ陽性患者提示腫瘤細胞對拓撲異構酶抑制劑有耐藥傾向;多藥耐藥(MDR)基因產物P-糖蛋白(Pgp)的陽性者提示腫瘤細胞對長春新堿類和阿霉素有耐藥傾向。并用胃癌腫瘤細胞對Ki-67與GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp標記陽性表達作為陽性的對照組。

  1.3  結果判斷  在光鏡觀察陽性細胞呈棕褐色細胞顆粒狀。Ki-67定位于細胞核內(圖1),GST-Pi定位于細胞核或細胞質內(圖2),TOPO-Ⅱ定位于細胞核內(圖3),MDR定位于細胞質和細胞膜上(圖4)。根據腫瘤細胞的陽性數及其染色反應的深淺進行判定,采用高倍視野隨機計數500個腫瘤細胞所占的比例,定位3級,未見陽性表達或陽性細胞數<5%為陰性(-),5%≤陽性細胞<30%為陽性(+),30%≤陽性細胞<60%為中度陽性(++),≥60%的為強度(+++)。

  1.4  統計學處理  采用卡方檢驗,P<0.05有統計學意義。

  2  結果

  2.1  Ki-67與3種(GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp)耐藥基因在大腸癌中檢測結果  本組大腸癌標本中,Ki-67的陽性表達率為56.47%(96/170),其表達增殖狀態以陽性居多;GST-Pi的陽性表達率為67.06%(114/170),以強陽性表達居多;TOPO-Ⅱ陽性表達率為44.12%(75/170),以強陽性表達居多;但Pgp的陽性表達只有19.41%(33/170),并以弱陽性居多。說明大腸癌中Ki-67陽性表達與GST-Pi、TOPO-Ⅱ的陽性表達呈正相關(r值分別是0.974,0.980,P<0.05);但Ki-67的陽性表達與Pgp的陽性表達不相關(r值為0.784,P>0.05),提示大腸癌中Ki-67高表達陽性率的細胞腫瘤易對GST-Pi和TOPO-Ⅱ產生耐藥性。見表1。

  表1  大腸癌中Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ及Pgp的陽性檢測結果 略

  2.2  Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ及Pgp的表達在組織學類型中關系  本組大腸癌中以中高分化的管狀腺癌多見。大腸癌對Ki-67和3種(GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp)耐藥基因均有不同程度的陽性表達,與不同組織類型大腸癌的陽性表達呈正相關(r值分別為0.988、0.993、0.984、0.958,P<0.05)。見表2。

  表2  Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp表達與組織類型關系 略

  2.3  大腸癌患者年齡構成分布與Ki-67和3種(GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp)耐藥表達關系  本組大腸癌中80~89歲12例(7.06%);以70~79歲病例數最多,為58例(34.11%);60~69歲45例(26.47%);50~59歲30例(17.65%);40~49歲20例(11.76%);29~39歲5例(2.94%)。文獻報道中在我國大腸癌的發病年齡高峰期為30~50歲,國外為50~60歲[3]。本組60~79歲的病例占66.47%(113/170)。大腸癌患者各年齡段對Ki-67和3種(GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp)耐藥基因均呈不同程度的陽性表達。年齡與Ki-67、GST-Pi、TOPO-Ⅱ的陽性表達呈正相關(r值分別為0.944、0.936和0.926,P<0.05);耐藥與Pgp的陽性表達不相關(r值為0.350,P<0.05)。見表3。

  表3  年齡分布與Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp表達的關系 略

  2.4  大腸癌的Dukes分期[4]與Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp表達的關系  本組大腸癌的臨床分期與Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ的陽性表達呈正相關(r值分別為0.975、0.990、0.982,P<0.05);但與Pgp的陽性表達不相關(r值為0.724,P>0.05)。見表4。

  表4  大腸癌的臨床分期與Ki-67和GST-Pi、TOPO-Ⅱ、Pgp表達關系 略

  3  討論

  許多腫瘤產生耐藥的生物學基礎取決于腫瘤多藥基因的擴增,在腫瘤組織中產生GST-Pi、TOPO-Ⅱ和Pgp的含量升高,則對抗癌藥物產生耐藥性[5,6]。而影響化療的主要因素是細胞內耐藥、抗腫瘤藥的藥代動力學/藥效學、腫瘤血供、藥物擴散PgpMDR及腫瘤細胞增殖生長相關。細胞耐藥包括MDR、DNA修復和鉑類耐藥等,其中MDR的關注點是mdri/Pgp、MDR、LRP、拓撲異構酶-Ⅱ、谷胱甘肽代謝和凋亡,或腫瘤細胞增殖活性介導細胞內多向耐藥基因的擴增。

  增殖細胞核抗原(Ki-67)對于研究腫瘤細胞的生物化學特性、惡性程度及預后判斷等具有一定的價值[7]。Ki-67是真核細胞G1和S期合成的一種36kD的核蛋白,是DNA聚合酶輔助蛋白,直接參與細胞增殖過程中DNA的復制。在靜止期的細胞內含量很少,從G1晚期開始增加,S期達到高峰,G2期和M期呈明顯下降[8],其表達程度能客觀反映腫瘤細胞增殖活性[9]。本組大腸癌中Ki-67的陽性表達率為56.47%,提示腫瘤細胞增殖狀態強的大腸癌易產生對GST-Pi、TOPO-Ⅱ所介導的主要抗癌藥物順鉑和拓撲異構酶抑制劑發生耐藥性傾向的可能性。但許多腫瘤在化療前即有耐藥基因MDR1、mRNA的水平增高,在治療后更高[10]。因此,對化療前篩選出腫瘤細胞無明顯耐藥性的抗癌藥物進行化療,可進一步提高治療效果。本組大腸癌中GST-Pi的陽性表達率為67.06%,強陽性高達51.75%;TOPO-Ⅱ的陽性表達率為44.12%,強陽性高達48.00%。說明近一半的大腸癌對GST-Pi、TOPO-Ⅱ所介導的抗癌藥物順鉑和拓撲異構酶抑制劑產生耐藥傾向,并大多呈強耐藥性,且提示大腸癌聯合用藥化療時,對順鉑和拓撲異構酶抑制劑的選擇應慎重考慮。同時對Pgp的陽性表達率19.41%,表明部分大腸癌對Pgp所介導的主要抗癌藥長春新堿、阿霉素等有耐藥性傾向。有研究報道,大腸癌在抗癌藥物治療前腫瘤細胞內可原發存在對抗上述抗癌藥物的耐藥傾向,或部分大腸癌患者體內存在多向耐藥基因被激活,這是化療有時難以達到預期效果的主要因素之一[11,12]。研究結果顯示,本組大腸癌對GST-Pi、TOPO-Ⅱ和Pgp均有不同程度的陽性表達,不同組織類型的大腸癌與GST-Pi、TOPO-Ⅱ和Pgp的陽性表達相關,表明采用相同的用藥方案治療不同組織類型的大腸癌,其效果不盡相同,可能存在一定的差異。同時表明,大腸癌中Ki-67與GST-Pi、TOPO-Ⅱ的陽性表達有顯著正相關,提示是否有相互介導作用的生物學行為可能性,其發生機理有待進一步研究與探討。

  (本文圖片略)

  【參考文獻】

  1  陳忠年,沈銘昌,郭希依.實用外科病理學.上海:上海醫科大學出版社,1997,600-601.

  2  Ross DD,Yang W,Abruzzo LV,et al.Atypical multidrug resistance:breast cancer resistance protein messenger RNA expression in mitoxantrome-selected cell lines.J Natl Cancer Inst,1999,91:429-433.

  3  劉彤華,李維華.診斷病理學.北京:人民衛生出版社,1994,107.

  4  中國常見惡性腫瘤診治規范.第二版.北京:北京醫科大學、中國協和醫科大學聯合出版社,1992,22-23.

  5  劉旭明,唐新萍,王萍.耐藥基因P170,GSFPi在肺癌中的表達及臨床意義.臨床與實驗病理雜志,1998,14專輯:13.

  6  宗爾衛,歐陽能太,陳積圣,等.谷胱甘肽轉移酶在胰腺癌中的表達及其臨床意義.中華腫瘤雜志,1997,18(c):419.

  7  Fontanini G,Pingitore R,Bigini D,et al.Growth fraction in non-small cell lung cancer estimated by proliferating cell antigen and comparison with ki-67 labelling and DNA flow cytometry date.Am J Pathol,1992,141:1285.

  8  莫杰雄,黃圣治.增殖細胞核抗原的研究進展.國外醫學·生理、病理學與臨床分冊,1994,14:9-11.

  9  Mc Conmick D,Hall PA.The complexities of proliferating cell nuclear antigen.Histopathology,1992,21:591-594.

  10  胡兵.腫瘤化療的多藥耐藥問題.國外醫學·耳鼻咽喉科學分冊,1996,20:20-24.

  11  許良忠.實用腫瘤病理方法學.上海:上海醫科大學出版社,1997,453-455.

  12  盧山珊,朱啟建,王群姬.P170、P27在非小細胞肺癌的表達及其與化療的關系.臨床與實驗病理學雜志,2001,17:475-477.

  作者單位:1 201100 上海,上海瑞金醫院集團閔行醫院病理科

       2 200025 上海,上海市瑞金醫院病理科

  (編輯:文  靜)


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