引用本文： 劉章毅, 滕緒永, 張恒瑋, 張雷, 余興恩, 劉臻. 甲狀腺乳頭狀癌組織中MT1-MMP和MMP-2的表達及其臨床意義. 中國普外基礎與臨床雜志, 2015, 22(4): 418-422. doi: 10.7507/1007-9424.20150111 復制
甲狀腺癌是最常見的頭頸部惡性腫瘤，近年來其發病率呈顯著升高趨勢，而甲狀腺乳頭狀癌（papi-llary thyroid carcinoma，PTC）在甲狀腺癌中所占比例高達80% [1-3]，其中又有30%～80%的患者發生區域淋巴結轉移，復發率也較高，導致預后不良[4-5]。目前研究[6-9]表明，在腫瘤侵襲轉移過程中，基質金屬蛋白酶家族（matrix metalloproteinase，MMPs）通過參與促進腫瘤血管的新生、降解細胞外基質（extracellular matrix，ECM）、誘導腫瘤細胞免疫耐受等，在腫瘤發生發展過程中起著重要的生物學作用。其中膜型基質金屬蛋白酶-1（membrane type matrix metalloproteinase-1，MT1-MMP）是MT-MMP家族中首位被發現的成員，被認為是MMPs中與腫瘤浸潤轉移關系最密切的酶類之一。基質金屬蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）也是MMPs中的重要成員，它在多種腫瘤的發生發展中起重要作用[10-15]。此前研究[16-19]顯示，MT1-MMP與MMP-2的活化相關。本研究采用免疫組化方法，檢測MT1-MMP和MMP-2在PTC組織及其癌旁組織中的表達，并分析二者與PTC臨床病理特征的關系和意義。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
本研究共納入2010年6月至2013年1月期間于中國醫科大學附屬盛京醫院普外科行手術治療且臨床資料完整的PTC患者164例作為研究對象，獲取其癌組織及其癌旁2 cm處組織，且癌旁組織均經病理學檢查證實未發現癌細胞。其中，年齡< 45歲者84例，≥45歲者80例；男48例，女116例；腫瘤直徑≤2 cm者107例，> 2 cm者57例；腫瘤出現包膜侵犯67例，無包膜侵犯97；TNM分期屬于Ⅰ～Ⅱ期122例，Ⅲ～Ⅳ期42例；伴淋巴結轉移88例，不伴淋巴結轉移76例；有多個病灶者45例，屬于單病灶者119例。
1.2 檢測指標及方法
參照劉臻[
1.3 免疫組化染色結果判定
MMP-2和MT1-MMP免疫組化染色陽性物質均定位于細胞漿，顏色從淺黃色直至棕褐色。根據其陽性細胞百分率以及陽性物質染色強度采用半定量積分法分級[21]。陽性細胞百分率判定評分標準：< 5%為0分；5%～25%為1分；25%～50%為2分；> 50%為3分。陽性物質染色強度判定評分標準：不著色為0分，淺黃色為1分，棕黃色為2分，棕褐色為3分。然后將兩項評分相加則為最終評分結果：0～2分判為陰性，≥3分判為陽性。
1.4 統計學方法
采用SPSS 19.0軟件包進行分析處理。MT1-MMP及MMP-2的表達與PTC臨床病理特征的關系以及MT1-MMP與MMP-2表達之間的關系采用χ2檢驗；相關性分析則采用Spearman檢驗，并采用雙側概率法。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 MT1-MMP及MMP-2在PTC癌組織及其癌旁組織中的表達結果
MT1-MMP及MMP-2在PTC癌組織及其癌旁組織中的表達情況見圖 1。在PTC癌旁組織中，MT1-MMP表達陽性率為11.0%（18/164），MMP-2表達陽性率為14.0%（23/164）；在PTC癌組織中，MT1-MMP和MMP-2表達陽性率分別為61.6%（101/164）和67.7%（111/164）。二者在癌組織中的表達陽性率均高于在癌旁組織中的表達陽性率（P < 0.05）。
圖1
示MT1-MMP及MMP-2在PTC癌組織及其癌旁甲狀腺組織中的表達結果(SP×200)。1A：癌旁甲狀腺組織中MT1-MMP陰性表達；1B：癌旁甲狀腺組織中MT1-MMP陽性表達；1C：癌旁甲狀腺組織中MMP-2陰性表達；1D：癌旁甲狀腺組織中MMP-2陽性表達；1E：PTC癌組織中MT1-MMP陰性表達；1F：PTC癌組織中MT1-MMP陽性表達；1G：PTC癌組織中MMP-2陰性表達；1H：PTC癌組織中MMP-2陽性表達
2.2 MT1-MMP及MMP-2的表達與PTC臨床病理特征的關系
結果見表 1。由表 1可見，PTC癌組織中MT1-MMP及MMP-2的表達均與PTC的淋巴結轉移有關（P < 0.05）；MMP-2的表達與PTC的包膜侵犯相關（P < 0.05），而MT1-MMP的表達則與PTC的包膜侵犯無關（P > 0.05）；MT1-MMP及MMP-2的表達均與其他臨床病理特征如患者年齡、性別、腫瘤大小、病灶數目及TNM分期無關（P > 0.05）。
表1
PTC癌組織中MT1-MMP及MMP-2的表達與其臨床病理特征的關系〔例（%）〕
2.3 PTC癌組織中MT1-MMP和MMP-2表達的相關性分析結果
在本組164例PTC患者的癌組織中，MT1-MMP和MMP-2的表達呈正相關關系(r=0.256，P < 0.05)，見表 2。
表2
164例PTC患者的癌組織中MT1-MMP和MMP-2表達的相關性分析結果
3 討論
MMPs是一類Zn2+依賴性的肽鏈內切酶，由基質裂解蛋白（matrilysins）、膠原蛋白酶（collagenases）、基質分解素（stromelysins）、明膠酶（gelatinases）、MT-MMP及其他MMPs成員組成，能夠降解幾乎所有ECM成分，并參與多種病理及生理過程[6-7]。生理狀態下，大多數的MMPs活性不高。但其表達受各種生長因子、激素及炎性細胞因子以及細胞間的相互作用調節[8]。MMPs也正是通過促進腫瘤血管新生、降解細胞外基質等結構、重建細胞間黏附力等，在腫瘤的侵襲轉移中發揮了重要的作用[9]。
MMP-2屬于MMPs中的明膠酶類，又稱為明膠酶A，在腫瘤的侵襲轉移過程中，它的主要作用是降解Ⅳ型膠原、Ⅴ型膠原、明膠等——這些都是ECM和基底膜（BM）的主要組成成分，從而改變局部組織結構，破壞基底膜屏障，促進腫瘤新血管生成及加速腫瘤細胞增殖生長[22]。近年來多項研究[10-15]證實，MMP-2與多種惡性腫瘤的發生發展密切相關，如胰腺癌、前列腺癌、肺癌、食管癌、卵巢癌、乳腺癌等。Wu等[23]的研究表明，PTC組織中MMP-2的表達水平明顯高于甲狀腺良性結節組織及癌旁組織，并且有側方淋巴結轉移的PTC病例中MMP-2的表達陽性率明顯高于無淋巴結轉移者。Saffar等[22]開展的對107例PTC患者的研究中則發現，MMP-2的表達與PTC的包膜侵犯呈臨界相關性（P=0.05）。本研究檢測了PTC癌組織及其癌旁組織標本中MMP-2的表達，發現PTC癌組織中MMP-2陽性表達率明顯高于癌旁組織，且MMP-2的表達與PTC頸部淋巴結轉移及包膜侵犯相關（P < 0.05）。這提示MMP-2在PTC的淋巴結轉移及包膜侵犯過程中可能發揮了作用。
MT1-MMP是Sato等[24]在1994年發現的MMPs中的第1個MT-MMP。此前的研究[16-19]表明，MT1-MMP在多種生理病理過程中發揮作用，尤其在腫瘤的發生發展中發揮了重要作用。MT1-MMP作為MMPs中的一員，不僅具有蛋白水解酶的活性可以降解多種ECM，而且能與金屬蛋白酶組織抑制劑-2（TIMP-2）及MMP-2前體（pro-MMP-2）形成三分子復合物，促進MMP-2酶原的活化，進而促進MMP-2對細胞外基質的降解。Ip等[25]在裸鼠體內進行的一項人類肝細胞癌的研究表明，MT1-MMP的高表達可以增強肝癌細胞的轉移性。Mimori等[26]在一項大樣本胃癌病例的研究中發現，MT1-MMP在胃癌患者外周血中的陽性表達與患者腫瘤的腹膜播散、淋巴路徑彌散、血管彌散、血管滲透及淋巴結轉移相關，而其在骨髓中的陽性表達也與腫瘤的遠處轉移及腹膜播散顯著相關。Perentes等[27]發現，下調MT1-MMP的表達能降低乳腺癌的肺轉移，且其表達與血管浸潤相關。Yao等[28]的研究證實，在人類乳腺癌中，MT1-MMP通過上調血管內皮生長因子-C（VEGF-C）從而促進乳腺癌組織淋巴管生成。本研究檢測了PTC癌組織及其癌旁組織標本中MT1-MMP的表達，發現癌組織中MT1-MMP表達陽性率明顯高于癌旁組織，且MT1-MMP的陽性表達與PTC頸部淋巴結轉移相關（P < 0.05）。此外，MT1-MMP和MMP-2在PTC組織中的表達呈正相關關系（r=0.256，P < 0.05），表明二者可能在PTC轉移過程中發揮協同作用，這與此前認為MT1-MMP能促進MMP-2酶原活化的觀點一致[16-19]。
綜上，本研究結果提示，MT1-MMP和MMP-2可能參與了PTC的包膜侵犯和淋巴結轉移，且MT1-MMP和MMP-2在PTC的進展過程中可能發揮協同作用。
甲狀腺癌是最常見的頭頸部惡性腫瘤，近年來其發病率呈顯著升高趨勢，而甲狀腺乳頭狀癌（papi-llary thyroid carcinoma，PTC）在甲狀腺癌中所占比例高達80% [1-3]，其中又有30%～80%的患者發生區域淋巴結轉移，復發率也較高，導致預后不良[4-5]。目前研究[6-9]表明，在腫瘤侵襲轉移過程中，基質金屬蛋白酶家族（matrix metalloproteinase，MMPs）通過參與促進腫瘤血管的新生、降解細胞外基質（extracellular matrix，ECM）、誘導腫瘤細胞免疫耐受等，在腫瘤發生發展過程中起著重要的生物學作用。其中膜型基質金屬蛋白酶-1（membrane type matrix metalloproteinase-1，MT1-MMP）是MT-MMP家族中首位被發現的成員，被認為是MMPs中與腫瘤浸潤轉移關系最密切的酶類之一。基質金屬蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）也是MMPs中的重要成員，它在多種腫瘤的發生發展中起重要作用[10-15]。此前研究[16-19]顯示，MT1-MMP與MMP-2的活化相關。本研究采用免疫組化方法，檢測MT1-MMP和MMP-2在PTC組織及其癌旁組織中的表達，并分析二者與PTC臨床病理特征的關系和意義。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
本研究共納入2010年6月至2013年1月期間于中國醫科大學附屬盛京醫院普外科行手術治療且臨床資料完整的PTC患者164例作為研究對象，獲取其癌組織及其癌旁2 cm處組織，且癌旁組織均經病理學檢查證實未發現癌細胞。其中，年齡< 45歲者84例，≥45歲者80例；男48例，女116例；腫瘤直徑≤2 cm者107例，> 2 cm者57例；腫瘤出現包膜侵犯67例，無包膜侵犯97；TNM分期屬于Ⅰ～Ⅱ期122例，Ⅲ～Ⅳ期42例；伴淋巴結轉移88例，不伴淋巴結轉移76例；有多個病灶者45例，屬于單病灶者119例。
1.2 檢測指標及方法
參照劉臻[
1.3 免疫組化染色結果判定
MMP-2和MT1-MMP免疫組化染色陽性物質均定位于細胞漿，顏色從淺黃色直至棕褐色。根據其陽性細胞百分率以及陽性物質染色強度采用半定量積分法分級[21]。陽性細胞百分率判定評分標準：< 5%為0分；5%～25%為1分；25%～50%為2分；> 50%為3分。陽性物質染色強度判定評分標準：不著色為0分，淺黃色為1分，棕黃色為2分，棕褐色為3分。然后將兩項評分相加則為最終評分結果：0～2分判為陰性，≥3分判為陽性。
1.4 統計學方法
采用SPSS 19.0軟件包進行分析處理。MT1-MMP及MMP-2的表達與PTC臨床病理特征的關系以及MT1-MMP與MMP-2表達之間的關系采用χ2檢驗；相關性分析則采用Spearman檢驗，并采用雙側概率法。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 MT1-MMP及MMP-2在PTC癌組織及其癌旁組織中的表達結果
MT1-MMP及MMP-2在PTC癌組織及其癌旁組織中的表達情況見圖 1。在PTC癌旁組織中，MT1-MMP表達陽性率為11.0%（18/164），MMP-2表達陽性率為14.0%（23/164）；在PTC癌組織中，MT1-MMP和MMP-2表達陽性率分別為61.6%（101/164）和67.7%（111/164）。二者在癌組織中的表達陽性率均高于在癌旁組織中的表達陽性率（P < 0.05）。
圖1
示MT1-MMP及MMP-2在PTC癌組織及其癌旁甲狀腺組織中的表達結果(SP×200)。1A：癌旁甲狀腺組織中MT1-MMP陰性表達；1B：癌旁甲狀腺組織中MT1-MMP陽性表達；1C：癌旁甲狀腺組織中MMP-2陰性表達；1D：癌旁甲狀腺組織中MMP-2陽性表達；1E：PTC癌組織中MT1-MMP陰性表達；1F：PTC癌組織中MT1-MMP陽性表達；1G：PTC癌組織中MMP-2陰性表達；1H：PTC癌組織中MMP-2陽性表達
2.2 MT1-MMP及MMP-2的表達與PTC臨床病理特征的關系
結果見表 1。由表 1可見，PTC癌組織中MT1-MMP及MMP-2的表達均與PTC的淋巴結轉移有關（P < 0.05）；MMP-2的表達與PTC的包膜侵犯相關（P < 0.05），而MT1-MMP的表達則與PTC的包膜侵犯無關（P > 0.05）；MT1-MMP及MMP-2的表達均與其他臨床病理特征如患者年齡、性別、腫瘤大小、病灶數目及TNM分期無關（P > 0.05）。
表1
PTC癌組織中MT1-MMP及MMP-2的表達與其臨床病理特征的關系〔例（%）〕
2.3 PTC癌組織中MT1-MMP和MMP-2表達的相關性分析結果
在本組164例PTC患者的癌組織中，MT1-MMP和MMP-2的表達呈正相關關系(r=0.256，P < 0.05)，見表 2。
表2
164例PTC患者的癌組織中MT1-MMP和MMP-2表達的相關性分析結果
3 討論
MMPs是一類Zn2+依賴性的肽鏈內切酶，由基質裂解蛋白（matrilysins）、膠原蛋白酶（collagenases）、基質分解素（stromelysins）、明膠酶（gelatinases）、MT-MMP及其他MMPs成員組成，能夠降解幾乎所有ECM成分，并參與多種病理及生理過程[6-7]。生理狀態下，大多數的MMPs活性不高。但其表達受各種生長因子、激素及炎性細胞因子以及細胞間的相互作用調節[8]。MMPs也正是通過促進腫瘤血管新生、降解細胞外基質等結構、重建細胞間黏附力等，在腫瘤的侵襲轉移中發揮了重要的作用[9]。
MMP-2屬于MMPs中的明膠酶類，又稱為明膠酶A，在腫瘤的侵襲轉移過程中，它的主要作用是降解Ⅳ型膠原、Ⅴ型膠原、明膠等——這些都是ECM和基底膜（BM）的主要組成成分，從而改變局部組織結構，破壞基底膜屏障，促進腫瘤新血管生成及加速腫瘤細胞增殖生長[22]。近年來多項研究[10-15]證實，MMP-2與多種惡性腫瘤的發生發展密切相關，如胰腺癌、前列腺癌、肺癌、食管癌、卵巢癌、乳腺癌等。Wu等[23]的研究表明，PTC組織中MMP-2的表達水平明顯高于甲狀腺良性結節組織及癌旁組織，并且有側方淋巴結轉移的PTC病例中MMP-2的表達陽性率明顯高于無淋巴結轉移者。Saffar等[22]開展的對107例PTC患者的研究中則發現，MMP-2的表達與PTC的包膜侵犯呈臨界相關性（P=0.05）。本研究檢測了PTC癌組織及其癌旁組織標本中MMP-2的表達，發現PTC癌組織中MMP-2陽性表達率明顯高于癌旁組織，且MMP-2的表達與PTC頸部淋巴結轉移及包膜侵犯相關（P < 0.05）。這提示MMP-2在PTC的淋巴結轉移及包膜侵犯過程中可能發揮了作用。
MT1-MMP是Sato等[24]在1994年發現的MMPs中的第1個MT-MMP。此前的研究[16-19]表明，MT1-MMP在多種生理病理過程中發揮作用，尤其在腫瘤的發生發展中發揮了重要作用。MT1-MMP作為MMPs中的一員，不僅具有蛋白水解酶的活性可以降解多種ECM，而且能與金屬蛋白酶組織抑制劑-2（TIMP-2）及MMP-2前體（pro-MMP-2）形成三分子復合物，促進MMP-2酶原的活化，進而促進MMP-2對細胞外基質的降解。Ip等[25]在裸鼠體內進行的一項人類肝細胞癌的研究表明，MT1-MMP的高表達可以增強肝癌細胞的轉移性。Mimori等[26]在一項大樣本胃癌病例的研究中發現，MT1-MMP在胃癌患者外周血中的陽性表達與患者腫瘤的腹膜播散、淋巴路徑彌散、血管彌散、血管滲透及淋巴結轉移相關，而其在骨髓中的陽性表達也與腫瘤的遠處轉移及腹膜播散顯著相關。Perentes等[27]發現，下調MT1-MMP的表達能降低乳腺癌的肺轉移，且其表達與血管浸潤相關。Yao等[28]的研究證實，在人類乳腺癌中，MT1-MMP通過上調血管內皮生長因子-C（VEGF-C）從而促進乳腺癌組織淋巴管生成。本研究檢測了PTC癌組織及其癌旁組織標本中MT1-MMP的表達，發現癌組織中MT1-MMP表達陽性率明顯高于癌旁組織，且MT1-MMP的陽性表達與PTC頸部淋巴結轉移相關（P < 0.05）。此外，MT1-MMP和MMP-2在PTC組織中的表達呈正相關關系（r=0.256，P < 0.05），表明二者可能在PTC轉移過程中發揮協同作用，這與此前認為MT1-MMP能促進MMP-2酶原活化的觀點一致[16-19]。
綜上，本研究結果提示，MT1-MMP和MMP-2可能參與了PTC的包膜侵犯和淋巴結轉移，且MT1-MMP和MMP-2在PTC的進展過程中可能發揮協同作用。
