引用本文： 馮小鵬, 何松彬, 鄧鶯. 醛縮酶A在惡性胸腔積液中的表達水平及與癌胚抗原、乳酸脫氫酶的相關性. 中國呼吸與危重監護雜志, 2014, 13(1): 63-66. doi: 10.7507/1671-6205.2014015 復制
胸腔積液中檢出癌細胞是診斷惡性胸腔積液的金標準，轉移性惡性胸腔積液來自毗鄰癌(如肺癌、乳腺癌)細胞直接蔓延、癌細胞侵襲肺血管栓塞臟層胸膜或遠處腫瘤血行轉移至壁層胸膜[1]。惡性胸腔積液內富含多種炎性細胞因子、趨化因子和生長因子等復雜成分，從而提供癌細胞生存的微環境和有關介質，維持癌細胞在胸膜腔的生存、蔓延[2]。癌細胞維持增殖和侵襲功能需有足夠的能量供應，代謝重編程有益于癌細胞生存[1]。胸腔積液18F-FDG攝取高(高糖酵解)與肺癌患者生存期短有關[3]。癌細胞糖酵解作用增強，尤其是與糖酵解有關的酶調節系統，其他葡萄糖降解途徑如磷酸戊糖和山梨醇途徑也與癌細胞增殖有關[2]。醛縮酶A(Aldolase A，ALDOA)是糖酵解過程的關鍵酶之一，也是ATP產生所必需的酶。ALDOA在真核細胞基因的表達中呈現組織特異性調節機制，缺氧誘導因子α(HIF-1α)能刺激編碼葡萄糖運載體GLUT4、糖酵解酶、血管內皮生長因子(VEGF)基因轉錄，調節ALDOA表達[3]，腫瘤壞死因子α(TNF-α)也可誘導ALDOA表達。Lin等[3]研究發現ALDOA等糖代謝酶異常與惡性胸腔積液形成有關。本研究觀察肺癌患者惡性胸腔積液中ALDOA水平及其與病理類型的關系，并與結核性胸膜炎患者胸腔積液比較；同時分析ALDOA與診斷惡性胸腔積液有較高特異性的兩種腫瘤標志物[癌胚抗原(CEA)、乳酸脫氫酶(LDH)]的相關性，為進一步研究惡性胸腔積液中癌細胞高侵襲性機制提供一種新的分子標志物。
對象與方法
一 對象
選擇惠州市第一人民醫院呼吸內科2011年7月至2012年6月間確診為肺癌合并胸腔積液的住院患者65例(惡性組)和結核性胸腔積液患者15例(結核組)，所有患者簽知情同意書。惡性組中，男27例，女38例，年齡27~79歲；結核組中男12例，女3例，年齡17~59歲。診斷標準：(1)惡性胸腔積液：符合以下全部3項：① 患者影像學符合原發性支氣管肺癌合并胸腔積液改變；② 肺組織活檢病理學確診為肺癌；③ 胸腔積液中找到轉移性肺癌細胞和/或胸膜活檢標本病理學確診為轉移性肺癌。(2)結核性胸腔積液：胸膜活檢見結核性肉芽腫。
二 方法
所有觀察對象常規胸腔穿刺后留取胸腔積液約20 mL，1 200 r/min離心15 min，取上清液置-80 ℃冰箱待測。同時進行常規、生化(CEA、蛋白質、LDH)、腫瘤標志物及細胞學檢查。采用酶聯免疫吸附試驗測定各組胸腔積液中ALDOA濃度，操作步驟嚴格按照試劑盒(上海豪森生物有限公司)說明書進行，檢測最低限為6 ng/L。
三 統計學處理
統計學分析采用SPSS 13.0統計軟件，計量數據以
結果
一 胸水上清中ALDOA、CEA、LDH濃度比較
惡性組胸水上清中ALDOA、CEA和LDH濃度均顯著高于結核組(均P＜0.01)，結果見表 1。
表1
惡性組與結核組胸水上清ALDOA、CEA、LDH水平(二 不同病理類型惡性胸腔積液ALDOA、CEA和LDH濃度比較
腺癌患者惡性胸腔積液中ALDOA和CEA濃度明顯高于小細胞肺癌和鱗癌患者(P＜0.01或＜0.05)。三種病理類型肺癌患者惡性胸腔積液中LDH濃度差異無統計學意義(P＞0.05)。結果見表 2。
表2
不同病理類型惡性胸腔積液ALDOA、CEA和LDH濃度比較(三 惡性組、結核組胸水上清中ALDOA與CEA、LDH相關性分析
惡性組胸水中ALDOA與CEA、LDH顯著正相關(r分別為0.8672，0.4963；P＜0.01或0.05)，結核組胸水中ALDOA與CEA、LDH也分別呈正相關關系(r分別為0.6783，0.4676，P＜0.01或0.05)。
討論
與其他實體癌不同，惡性胸腔積液癌細胞自主增殖，具有較高的轉移潛能同時刺激滲出性積液形成[4]。本研究中，我們發現ALDOA在惡性胸腔積液中的濃度明顯高于結核性胸膜炎胸水，而且以肺腺癌胸膜轉移胸水ALDOA升高最明顯，提示惡性胸腔積液特別是肺腺癌相關的惡性胸腔積液存在能量供給和利用異常。惡性胸腔積液患者胸水中ALDOA水平上調可能與HIF-1α、TNF-α誘導表達有關。這種糖代謝異常不僅對腫瘤的發生，而且對惡性胸腔積液中癌細胞增殖和VEGF分泌均十分重要，故這一發現有助于開發肺癌相關惡性胸腔積液新的治療策略。
一些生物標志物如CEA、LDH等已應用于胸腔積液的病因分析。CEA是一種由人類胚胎抗原決定簇的酸性糖蛋白，胚胎時期在小腸、肝臟、胰腺合成，成人血清含量極低[5]。腫瘤細胞CEA合成增加，因此CEA可能反映腫瘤的存在。CEA信使核糖核酸(mRNA)水平也被用于檢測微播散或微轉移(灶)。在所有腫瘤標記物中，單獨檢測胸水CEA水平對判斷胸水是否惡性的準確度最高[6-7]，胸水CEA水平升高是也肺腺癌患者預后不良的一個獨立預測因子，而且是不能由細胞檢測的胸膜亞臨床微轉移的一個有用指標[8]。我們的研究數據表明惡性胸腔積液CEA水平較結核性胸水升高，并且與肺癌病理類型有關，肺腺癌惡性胸腔積液中濃度最高；相關性分析表明胸水CEA與ALDOA高度相關。由于惡性胸水以肺腺癌轉移最常見，這些患者血清CEA升高明顯；而肺鱗癌、小細胞肺癌導致的胸水中，CEA升高幅度相對較小。因此，發現胸水中CEA顯著升高應首先考慮肺腺癌并發惡性胸腔積液的可能。惡性胸腔積液中癌細胞CEA基因表達激活，可促進細胞粘附[9]、抑制細胞死亡、介導信號轉導及激發腫瘤免疫，因此CEA在惡性胸腔積液癌細胞生長、遷移和侵襲過程中可能有重要作用。我們還不清楚CEA與ALDOA的高度相關性是否提示兩者存在共同的生成誘導因子或具有相互促進的關系，但惡性胸腔積液中CEA與ALDOA的相同上升趨勢提示兩者在惡性胸腔積液發生過程中可能有協同作用。
LDH也是一種糖酵解酶，為NAD+的中間產物，惡性胸水癌組織中酶的無氧酵解增強，促使糖酵解關鍵酶LDH升高。研究表明，胸水LDH是提示支氣管肺癌的一個重要指標[10]。對惡性胸腔積液生化指標多因素分析表明LDH濃度高預示惡性胸腔積液患者生存期較短[11]。本研究中，我們觀察到惡性組和結核組胸水上清中LDH水平均增高，惡性組更明顯；LDH水平與肺癌病理類型無關，但與另一種糖酵解酶ALDOA也呈正相關關系，可能與該兩種糖酵解酶有共同的生成誘導因子有關。
總之，惡性胸水中ALDOA、CEA、LDH表達水平增高，尤其在肺腺癌伴胸膜轉移的患者中ALDOA、CEA明顯增高，惡性胸腔積液中ALDOA上調通過激活磷酸戊糖途徑可能有助于肺癌細胞生長、遷移和侵襲。本研究結果提示ALDOA和CEA可能對惡性胸腔積液的形成具有十分重要的作用并可能有協同作用。當然，本研究中因納入例數有限，尚有待擴大樣本量進一步觀察驗證。
胸腔積液中檢出癌細胞是診斷惡性胸腔積液的金標準，轉移性惡性胸腔積液來自毗鄰癌(如肺癌、乳腺癌)細胞直接蔓延、癌細胞侵襲肺血管栓塞臟層胸膜或遠處腫瘤血行轉移至壁層胸膜[1]。惡性胸腔積液內富含多種炎性細胞因子、趨化因子和生長因子等復雜成分，從而提供癌細胞生存的微環境和有關介質，維持癌細胞在胸膜腔的生存、蔓延[2]。癌細胞維持增殖和侵襲功能需有足夠的能量供應，代謝重編程有益于癌細胞生存[1]。胸腔積液18F-FDG攝取高(高糖酵解)與肺癌患者生存期短有關[3]。癌細胞糖酵解作用增強，尤其是與糖酵解有關的酶調節系統，其他葡萄糖降解途徑如磷酸戊糖和山梨醇途徑也與癌細胞增殖有關[2]。醛縮酶A(Aldolase A，ALDOA)是糖酵解過程的關鍵酶之一，也是ATP產生所必需的酶。ALDOA在真核細胞基因的表達中呈現組織特異性調節機制，缺氧誘導因子α(HIF-1α)能刺激編碼葡萄糖運載體GLUT4、糖酵解酶、血管內皮生長因子(VEGF)基因轉錄，調節ALDOA表達[3]，腫瘤壞死因子α(TNF-α)也可誘導ALDOA表達。Lin等[3]研究發現ALDOA等糖代謝酶異常與惡性胸腔積液形成有關。本研究觀察肺癌患者惡性胸腔積液中ALDOA水平及其與病理類型的關系，并與結核性胸膜炎患者胸腔積液比較；同時分析ALDOA與診斷惡性胸腔積液有較高特異性的兩種腫瘤標志物[癌胚抗原(CEA)、乳酸脫氫酶(LDH)]的相關性，為進一步研究惡性胸腔積液中癌細胞高侵襲性機制提供一種新的分子標志物。
對象與方法
一 對象
選擇惠州市第一人民醫院呼吸內科2011年7月至2012年6月間確診為肺癌合并胸腔積液的住院患者65例(惡性組)和結核性胸腔積液患者15例(結核組)，所有患者簽知情同意書。惡性組中，男27例，女38例，年齡27~79歲；結核組中男12例，女3例，年齡17~59歲。診斷標準：(1)惡性胸腔積液：符合以下全部3項：① 患者影像學符合原發性支氣管肺癌合并胸腔積液改變；② 肺組織活檢病理學確診為肺癌；③ 胸腔積液中找到轉移性肺癌細胞和/或胸膜活檢標本病理學確診為轉移性肺癌。(2)結核性胸腔積液：胸膜活檢見結核性肉芽腫。
二 方法
所有觀察對象常規胸腔穿刺后留取胸腔積液約20 mL，1 200 r/min離心15 min，取上清液置-80 ℃冰箱待測。同時進行常規、生化(CEA、蛋白質、LDH)、腫瘤標志物及細胞學檢查。采用酶聯免疫吸附試驗測定各組胸腔積液中ALDOA濃度，操作步驟嚴格按照試劑盒(上海豪森生物有限公司)說明書進行，檢測最低限為6 ng/L。
三 統計學處理
統計學分析采用SPSS 13.0統計軟件，計量數據以
結果
一 胸水上清中ALDOA、CEA、LDH濃度比較
惡性組胸水上清中ALDOA、CEA和LDH濃度均顯著高于結核組(均P＜0.01)，結果見表 1。
表1
惡性組與結核組胸水上清ALDOA、CEA、LDH水平(二 不同病理類型惡性胸腔積液ALDOA、CEA和LDH濃度比較
腺癌患者惡性胸腔積液中ALDOA和CEA濃度明顯高于小細胞肺癌和鱗癌患者(P＜0.01或＜0.05)。三種病理類型肺癌患者惡性胸腔積液中LDH濃度差異無統計學意義(P＞0.05)。結果見表 2。
表2
不同病理類型惡性胸腔積液ALDOA、CEA和LDH濃度比較(三 惡性組、結核組胸水上清中ALDOA與CEA、LDH相關性分析
惡性組胸水中ALDOA與CEA、LDH顯著正相關(r分別為0.8672，0.4963；P＜0.01或0.05)，結核組胸水中ALDOA與CEA、LDH也分別呈正相關關系(r分別為0.6783，0.4676，P＜0.01或0.05)。
討論
與其他實體癌不同，惡性胸腔積液癌細胞自主增殖，具有較高的轉移潛能同時刺激滲出性積液形成[4]。本研究中，我們發現ALDOA在惡性胸腔積液中的濃度明顯高于結核性胸膜炎胸水，而且以肺腺癌胸膜轉移胸水ALDOA升高最明顯，提示惡性胸腔積液特別是肺腺癌相關的惡性胸腔積液存在能量供給和利用異常。惡性胸腔積液患者胸水中ALDOA水平上調可能與HIF-1α、TNF-α誘導表達有關。這種糖代謝異常不僅對腫瘤的發生，而且對惡性胸腔積液中癌細胞增殖和VEGF分泌均十分重要，故這一發現有助于開發肺癌相關惡性胸腔積液新的治療策略。
一些生物標志物如CEA、LDH等已應用于胸腔積液的病因分析。CEA是一種由人類胚胎抗原決定簇的酸性糖蛋白，胚胎時期在小腸、肝臟、胰腺合成，成人血清含量極低[5]。腫瘤細胞CEA合成增加，因此CEA可能反映腫瘤的存在。CEA信使核糖核酸(mRNA)水平也被用于檢測微播散或微轉移(灶)。在所有腫瘤標記物中，單獨檢測胸水CEA水平對判斷胸水是否惡性的準確度最高[6-7]，胸水CEA水平升高是也肺腺癌患者預后不良的一個獨立預測因子，而且是不能由細胞檢測的胸膜亞臨床微轉移的一個有用指標[8]。我們的研究數據表明惡性胸腔積液CEA水平較結核性胸水升高，并且與肺癌病理類型有關，肺腺癌惡性胸腔積液中濃度最高；相關性分析表明胸水CEA與ALDOA高度相關。由于惡性胸水以肺腺癌轉移最常見，這些患者血清CEA升高明顯；而肺鱗癌、小細胞肺癌導致的胸水中，CEA升高幅度相對較小。因此，發現胸水中CEA顯著升高應首先考慮肺腺癌并發惡性胸腔積液的可能。惡性胸腔積液中癌細胞CEA基因表達激活，可促進細胞粘附[9]、抑制細胞死亡、介導信號轉導及激發腫瘤免疫，因此CEA在惡性胸腔積液癌細胞生長、遷移和侵襲過程中可能有重要作用。我們還不清楚CEA與ALDOA的高度相關性是否提示兩者存在共同的生成誘導因子或具有相互促進的關系，但惡性胸腔積液中CEA與ALDOA的相同上升趨勢提示兩者在惡性胸腔積液發生過程中可能有協同作用。
LDH也是一種糖酵解酶，為NAD+的中間產物，惡性胸水癌組織中酶的無氧酵解增強，促使糖酵解關鍵酶LDH升高。研究表明，胸水LDH是提示支氣管肺癌的一個重要指標[10]。對惡性胸腔積液生化指標多因素分析表明LDH濃度高預示惡性胸腔積液患者生存期較短[11]。本研究中，我們觀察到惡性組和結核組胸水上清中LDH水平均增高，惡性組更明顯；LDH水平與肺癌病理類型無關，但與另一種糖酵解酶ALDOA也呈正相關關系，可能與該兩種糖酵解酶有共同的生成誘導因子有關。
總之，惡性胸水中ALDOA、CEA、LDH表達水平增高，尤其在肺腺癌伴胸膜轉移的患者中ALDOA、CEA明顯增高，惡性胸腔積液中ALDOA上調通過激活磷酸戊糖途徑可能有助于肺癌細胞生長、遷移和侵襲。本研究結果提示ALDOA和CEA可能對惡性胸腔積液的形成具有十分重要的作用并可能有協同作用。當然，本研究中因納入例數有限，尚有待擴大樣本量進一步觀察驗證。
