引用本文： 但小蘋, 田德興, 肖貞良. 胸苷激酶 1 在肺癌及慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者中的表達情況分析. 中國呼吸與危重監護雜志, 2019, 18(4): 318-321. doi: 10.7507/1671-6205.201808024 復制
胸苷激酶 1（thymidine kinase 1，TK1）是細胞周期 S 期的依賴酶，它參與細胞增殖過程中 S 期的 DNA 合成，是細胞合成的關鍵酶，與細胞增殖密切相關[1]。TK1 的表達增多常常與細胞增殖的標志物有關，如 Ki-67 抗原和增殖細胞核抗原。研究發現 TK1 在多種癌癥中均有表達，如乳腺癌、結直腸癌、前列腺癌等，因此 TK1 常用于動態了解體內癌細胞的增殖活動信息，監測癌細胞擴散、腫瘤的復發轉移，評估腫瘤的治療效果等[2]。肺癌是全球癌癥相關死亡的主要原因[3]，亞洲國家尤其是中國的肺癌發病率正在逐年上升，如何對肺癌做到早期診治就顯得尤為重要[4]。研究表明 TK1 是能夠通過血清學提示細胞增殖動力學信息的標志物，臨床上可用于監測和評估體內細胞的異常增殖速度，因此可能作為肺癌的有效監測指標。
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）是常見的氣道慢性炎癥，主要特征是整個氣道和肺實質的持續性炎癥病變，其患病人數多，病死率高，而且患者的勞動能力和生活質量下降。吸煙是慢阻肺最重要的危險因素。吸煙能活化炎癥細胞釋放的多種炎癥介質，如白細胞介素-8、白三烯 B4 和腫瘤壞死因子-α 等，這些炎癥介質能破壞肺部結構，使中性粒細胞炎癥慢性化。近年來關于吸煙引起氣道細胞 DNA 損傷在慢阻肺發病中的作用也逐漸受到重視。研究發現吸煙可引起細胞 DNA 損傷，繼而導致某些細胞凋亡相關基因的激活或失活，最終引起細胞凋亡或增殖[5]。因此，凋亡與增殖也被認為與慢阻肺發病有關。慢阻肺急性加重是慢阻肺的急性加重期，可導致死亡率明顯增加。肺癌和慢阻肺均與細胞增殖有關，而 TK1 與細胞增殖密切相關。因此，本研究擬通過對肺癌和慢阻肺急性加重期患者血清中 TK1 表達水平的比較，分析肺癌和慢阻肺與 TK1 的關系。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
對 2017 年 1 月至 2018 年 4 月就診于我科的肺癌患者及慢阻肺急性加重期患者進行回顧性研究。
肺癌組納入標準：在我院初次就診且肺部為原發病灶，通過活檢取得組織有明確病理診斷，既往未接受過腫瘤相關的治療。肺癌組排除標準：（1）自身免疫性疾病；（2）先天性或者后天性免疫缺陷者；（3）嚴重心功能不全、嚴重心律失常、頻發心絞痛、肝腎疾病、糖尿病、活動性結核或其他合并癥者；（4）呼吸系統其他疾病如慢阻肺、支氣管哮喘、支氣管擴張、各種類型肺炎等患者；（5）有精神、心理疾患者；（6）近期使用免疫抑制劑、免疫調節劑等；（7）合并除原發肺部惡性腫瘤外的其他部位惡性腫瘤患者。
慢阻肺急性加重期組納入標準：（1）在我院或者外院明確診斷為慢阻肺的患者，診斷符合 2017 年慢性阻塞性肺疾病全球倡議標準；（2）急性發作癥狀至少包括下述癥狀中的一種：加重的咳嗽、痰量及膿痰增加、呼吸困難加重或者發熱。急性加重期組排除標準：（1）自身免疫性疾病；（2）先天性或者后天性免疫缺陷者；（3）嚴重心功能不全、嚴重心律失常、頻發心絞痛、肝腎疾病、糖尿病、活動性結核或其他合并癥者；（4）有精神、心理疾患者；（5）近期使用免疫抑制劑、免疫調節劑等；（6）合并任何部位的惡性腫瘤患者。
1.2 方法
收集整理患者入院后檢測所得的 TK1 值及相關病歷資料。納入研究的患者均在我科治療前采集空腹靜脈血 2 mL 送檢，采用免疫印跡增強化學發光法檢測血清 TK1。血清 TK1 水平>2.0 pmol/L 判定為陽性[6-8]。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 22.0 統計軟件。符合正態分布的計量資料以均數±標準差（
±s）表示，不符合正態分布的計量資料用中位數（四分位間距）［M（Q1～Q3）］表示。計數資料用例數或百分比表示。TK1 值與性別、年齡、吸煙史的相關性用 Pearson 相關性分析。兩兩比較采用 Mann-Whitney U 檢驗和 χ2 檢驗，三組之間比較使用 Kruskal-Wallis 檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 兩組患者的基線特征及比較
該研究共納入了肺癌患者 52 例，慢阻肺急性加重期患者 64 例，其基線特征見表 1，兩組間基線特征比較，差異無統計學意義（P>0.05）。肺癌患者均經病理明確診斷，包括肺鱗癌 19 例、肺腺癌 26 例、小細胞肺癌 7 例；分期為ⅡB～ⅣB 期；患者均為初次就診且既往未接受過腫瘤相關的治療。慢阻肺急性加重期患者分級為中度 18 例，重度 46 例；其中 24 例患者院外間斷使用布地奈德福莫特羅粉吸入劑或沙美特羅替卡松粉吸入劑；患者入我院前 1 周均未接受過全身糖皮質激素治療。
表1
兩組患者基線特征
2.2 TK1 表達水平與性別、吸煙的關系
采用 Mann-Whitney U 檢驗，結果顯示 TK1 表達水平與研究對象的性別差異無關（U=1 609，P=0.945），與研究對象吸煙與否無關（U=1 900，P=0.746）。采用 Pearson 相關性分析，結果顯示 TK1 值與性別、年齡、吸煙史均無顯著相關性（P>0.05）。結果見表 2、3。
表2
TK1 與性別、吸煙關系的單因素分析［M（Q1～Q3）］
表3
TK1 與患者性別、年齡、吸煙的 Pearson 相關性分析
2.3 TK1 表達水平在兩組患者間以及三種不同病理類型肺癌間的比較
TK1 表達水平在慢阻肺急性加重組中升高較肺癌組較明顯，但兩組之間差異無統計學意義（U=1 482，P=0.314）。TK1 表達水平在不同病理類型肺癌患者之間差異無統計學意義（P=0.385）。肺癌患者中 TK1 呈陽性表達（TK1 水平>2 pmol/L）者共計 14 例，TK1 表達陽性率為 26.9%，即大部分肺癌患者其 TK1 表達呈陰性（≤2 pmol/L），且 TK1 表達水平與肺癌病理類型無關。而在慢阻肺急性加重組中 TK1 呈陽性表達者共計 23 例，TK1 表達陽性率為 35.9%。結果見表 4。
表4
TK1 在肺癌組與慢阻肺急性加重組的表達水平比較［M（Q1～Q3）］
3 討論
TK 是細胞合成的關鍵酶，與動物及人體惡性腫瘤密切相關，如胃癌、結直腸癌、乳腺癌、前列腺癌等[9]，可能是某些腫瘤的獨立標志物[10]。在 ATP 為供體及 Mg2+ 參與的條件下，TK 能催化脫氧胸苷為一腺胸苷酸[11-12]。人細胞中 TK 以兩種同工酶形式存在，一種是 TK1，即細胞質胸苷激酶，另一種是 TK2，即線粒體胸苷激酶。但 TK2 與細胞周期無關，TK1 的表達則與細胞周期 S-G2 期密切相關[12-16]。研究發現腫瘤細胞中 TK1 的表達水平更高，其表達與腫瘤的增殖、轉化及進展有關[17]，可能作為癌癥評估治療療效的監測指標[18]，對肺癌的化療也具有監測意義[19]。
本研究通過對 52 例肺癌患者及 64 例慢阻肺急性加重期患者的 TK1 水平進行比較分析，發現 TK1 呈陽性表達的肺癌患者僅占納入肺癌患者的 26.9%，而在慢阻肺急性加重組中陽性率高達 35.9%。這個結果印證了慢阻肺的發生可能與細胞的異常增殖有關。進一步分析兩組患者 TK1 表達水平的差異，發現慢阻肺急性加重組患者 TK1 表達水平較肺癌組較高，雖然差異無統計學意義。而且 TK1 表達水平不受患者的性別、年齡、吸煙的影響。TK1 在非增殖細胞及健康人群中表達水平很低，甚至不表達，但在腫瘤患者中其表達則顯著升高，甚至可高達 2 100 倍[8]。而本研究卻發現非腫瘤性疾病—慢阻肺急性加重期患者的靜脈血中 TK1 表達水平較肺癌更高，這提示慢阻肺急性加重的異常增殖情況可能強于肺癌，但這一結論還需進一步分析驗證。
以上結果的出現，可能與該研究納入病例數不是足夠多，或對照組為慢阻肺急性加重期患者而非健康志愿者有關，同時也可能與炎癥刺激程度有關。慢阻肺急性加重期患者常有有害煙霧、氣體接觸史，香煙煙霧及有害顆粒均可刺激支氣管，導致支氣管上皮細胞 DNA 損傷[20-21]。同時慢阻肺為氣道慢性炎癥性疾病，炎癥持續且反復，且患者多合并肺心病等嚴重并發癥，以上因素均可能導致細胞凋亡及增殖出現異常。一旦細胞增殖受影響，患者血液中 TK1 水平就可能超出正常范圍甚至超過癌癥患者血清中的水平。肺癌患者往往病程較慢阻肺短，吸煙常為肺癌高危因素，煙霧中的多鏈芳香烴類化合物及亞硝胺可通過多種機制導致支氣管上皮細胞 DNA 損傷，使得癌基因激活、抑癌基因失活，從而出現凋亡與增殖的異常[22-23]，其 TK1 表達水平也可能升高。但有趣的是，本研究發現吸煙與否與 TK1 在這兩類疾病中的表達水平無關。作為腫瘤動態監測重要指標的 TK1 在肺癌患者血清中表達水平并不高，甚至低于慢阻肺急性加重期患者，盡管這種差異無統計學意義，該結果與我們的預期相反。
綜上所述，TK1 表達水平不受患者的性別、年齡、吸煙的影響。慢阻肺急性加重期患者體內細胞異常增殖情況可能強于肺癌患者，但其具體機制需要進一步研究論證。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
胸苷激酶 1（thymidine kinase 1，TK1）是細胞周期 S 期的依賴酶，它參與細胞增殖過程中 S 期的 DNA 合成，是細胞合成的關鍵酶，與細胞增殖密切相關[1]。TK1 的表達增多常常與細胞增殖的標志物有關，如 Ki-67 抗原和增殖細胞核抗原。研究發現 TK1 在多種癌癥中均有表達，如乳腺癌、結直腸癌、前列腺癌等，因此 TK1 常用于動態了解體內癌細胞的增殖活動信息，監測癌細胞擴散、腫瘤的復發轉移，評估腫瘤的治療效果等[2]。肺癌是全球癌癥相關死亡的主要原因[3]，亞洲國家尤其是中國的肺癌發病率正在逐年上升，如何對肺癌做到早期診治就顯得尤為重要[4]。研究表明 TK1 是能夠通過血清學提示細胞增殖動力學信息的標志物，臨床上可用于監測和評估體內細胞的異常增殖速度，因此可能作為肺癌的有效監測指標。
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）是常見的氣道慢性炎癥，主要特征是整個氣道和肺實質的持續性炎癥病變，其患病人數多，病死率高，而且患者的勞動能力和生活質量下降。吸煙是慢阻肺最重要的危險因素。吸煙能活化炎癥細胞釋放的多種炎癥介質，如白細胞介素-8、白三烯 B4 和腫瘤壞死因子-α 等，這些炎癥介質能破壞肺部結構，使中性粒細胞炎癥慢性化。近年來關于吸煙引起氣道細胞 DNA 損傷在慢阻肺發病中的作用也逐漸受到重視。研究發現吸煙可引起細胞 DNA 損傷，繼而導致某些細胞凋亡相關基因的激活或失活，最終引起細胞凋亡或增殖[5]。因此，凋亡與增殖也被認為與慢阻肺發病有關。慢阻肺急性加重是慢阻肺的急性加重期，可導致死亡率明顯增加。肺癌和慢阻肺均與細胞增殖有關，而 TK1 與細胞增殖密切相關。因此，本研究擬通過對肺癌和慢阻肺急性加重期患者血清中 TK1 表達水平的比較，分析肺癌和慢阻肺與 TK1 的關系。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
對 2017 年 1 月至 2018 年 4 月就診于我科的肺癌患者及慢阻肺急性加重期患者進行回顧性研究。
肺癌組納入標準：在我院初次就診且肺部為原發病灶，通過活檢取得組織有明確病理診斷，既往未接受過腫瘤相關的治療。肺癌組排除標準：（1）自身免疫性疾病；（2）先天性或者后天性免疫缺陷者；（3）嚴重心功能不全、嚴重心律失常、頻發心絞痛、肝腎疾病、糖尿病、活動性結核或其他合并癥者；（4）呼吸系統其他疾病如慢阻肺、支氣管哮喘、支氣管擴張、各種類型肺炎等患者；（5）有精神、心理疾患者；（6）近期使用免疫抑制劑、免疫調節劑等；（7）合并除原發肺部惡性腫瘤外的其他部位惡性腫瘤患者。
慢阻肺急性加重期組納入標準：（1）在我院或者外院明確診斷為慢阻肺的患者，診斷符合 2017 年慢性阻塞性肺疾病全球倡議標準；（2）急性發作癥狀至少包括下述癥狀中的一種：加重的咳嗽、痰量及膿痰增加、呼吸困難加重或者發熱。急性加重期組排除標準：（1）自身免疫性疾病；（2）先天性或者后天性免疫缺陷者；（3）嚴重心功能不全、嚴重心律失常、頻發心絞痛、肝腎疾病、糖尿病、活動性結核或其他合并癥者；（4）有精神、心理疾患者；（5）近期使用免疫抑制劑、免疫調節劑等；（6）合并任何部位的惡性腫瘤患者。
1.2 方法
收集整理患者入院后檢測所得的 TK1 值及相關病歷資料。納入研究的患者均在我科治療前采集空腹靜脈血 2 mL 送檢，采用免疫印跡增強化學發光法檢測血清 TK1。血清 TK1 水平>2.0 pmol/L 判定為陽性[6-8]。
1.3 統計學方法
采用 SPSS 22.0 統計軟件。符合正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，不符合正態分布的計量資料用中位數（四分位間距）［M（Q1～Q3）］表示。計數資料用例數或百分比表示。TK1 值與性別、年齡、吸煙史的相關性用 Pearson 相關性分析。兩兩比較采用 Mann-Whitney U 檢驗和 χ2 檢驗，三組之間比較使用 Kruskal-Wallis 檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 兩組患者的基線特征及比較
該研究共納入了肺癌患者 52 例，慢阻肺急性加重期患者 64 例，其基線特征見表 1，兩組間基線特征比較，差異無統計學意義（P>0.05）。肺癌患者均經病理明確診斷，包括肺鱗癌 19 例、肺腺癌 26 例、小細胞肺癌 7 例；分期為ⅡB～ⅣB 期；患者均為初次就診且既往未接受過腫瘤相關的治療。慢阻肺急性加重期患者分級為中度 18 例，重度 46 例；其中 24 例患者院外間斷使用布地奈德福莫特羅粉吸入劑或沙美特羅替卡松粉吸入劑；患者入我院前 1 周均未接受過全身糖皮質激素治療。
表1
兩組患者基線特征
2.2 TK1 表達水平與性別、吸煙的關系
采用 Mann-Whitney U 檢驗，結果顯示 TK1 表達水平與研究對象的性別差異無關（U=1 609，P=0.945），與研究對象吸煙與否無關（U=1 900，P=0.746）。采用 Pearson 相關性分析，結果顯示 TK1 值與性別、年齡、吸煙史均無顯著相關性（P>0.05）。結果見表 2、3。
表2
TK1 與性別、吸煙關系的單因素分析［M（Q1～Q3）］
表3
TK1 與患者性別、年齡、吸煙的 Pearson 相關性分析
2.3 TK1 表達水平在兩組患者間以及三種不同病理類型肺癌間的比較
TK1 表達水平在慢阻肺急性加重組中升高較肺癌組較明顯，但兩組之間差異無統計學意義（U=1 482，P=0.314）。TK1 表達水平在不同病理類型肺癌患者之間差異無統計學意義（P=0.385）。肺癌患者中 TK1 呈陽性表達（TK1 水平>2 pmol/L）者共計 14 例，TK1 表達陽性率為 26.9%，即大部分肺癌患者其 TK1 表達呈陰性（≤2 pmol/L），且 TK1 表達水平與肺癌病理類型無關。而在慢阻肺急性加重組中 TK1 呈陽性表達者共計 23 例，TK1 表達陽性率為 35.9%。結果見表 4。
表4
TK1 在肺癌組與慢阻肺急性加重組的表達水平比較［M（Q1～Q3）］
3 討論
TK 是細胞合成的關鍵酶，與動物及人體惡性腫瘤密切相關，如胃癌、結直腸癌、乳腺癌、前列腺癌等[9]，可能是某些腫瘤的獨立標志物[10]。在 ATP 為供體及 Mg2+ 參與的條件下，TK 能催化脫氧胸苷為一腺胸苷酸[11-12]。人細胞中 TK 以兩種同工酶形式存在，一種是 TK1，即細胞質胸苷激酶，另一種是 TK2，即線粒體胸苷激酶。但 TK2 與細胞周期無關，TK1 的表達則與細胞周期 S-G2 期密切相關[12-16]。研究發現腫瘤細胞中 TK1 的表達水平更高，其表達與腫瘤的增殖、轉化及進展有關[17]，可能作為癌癥評估治療療效的監測指標[18]，對肺癌的化療也具有監測意義[19]。
本研究通過對 52 例肺癌患者及 64 例慢阻肺急性加重期患者的 TK1 水平進行比較分析，發現 TK1 呈陽性表達的肺癌患者僅占納入肺癌患者的 26.9%，而在慢阻肺急性加重組中陽性率高達 35.9%。這個結果印證了慢阻肺的發生可能與細胞的異常增殖有關。進一步分析兩組患者 TK1 表達水平的差異，發現慢阻肺急性加重組患者 TK1 表達水平較肺癌組較高，雖然差異無統計學意義。而且 TK1 表達水平不受患者的性別、年齡、吸煙的影響。TK1 在非增殖細胞及健康人群中表達水平很低，甚至不表達，但在腫瘤患者中其表達則顯著升高，甚至可高達 2 100 倍[8]。而本研究卻發現非腫瘤性疾病—慢阻肺急性加重期患者的靜脈血中 TK1 表達水平較肺癌更高，這提示慢阻肺急性加重的異常增殖情況可能強于肺癌，但這一結論還需進一步分析驗證。
以上結果的出現，可能與該研究納入病例數不是足夠多，或對照組為慢阻肺急性加重期患者而非健康志愿者有關，同時也可能與炎癥刺激程度有關。慢阻肺急性加重期患者常有有害煙霧、氣體接觸史，香煙煙霧及有害顆粒均可刺激支氣管，導致支氣管上皮細胞 DNA 損傷[20-21]。同時慢阻肺為氣道慢性炎癥性疾病，炎癥持續且反復，且患者多合并肺心病等嚴重并發癥，以上因素均可能導致細胞凋亡及增殖出現異常。一旦細胞增殖受影響，患者血液中 TK1 水平就可能超出正常范圍甚至超過癌癥患者血清中的水平。肺癌患者往往病程較慢阻肺短，吸煙常為肺癌高危因素，煙霧中的多鏈芳香烴類化合物及亞硝胺可通過多種機制導致支氣管上皮細胞 DNA 損傷，使得癌基因激活、抑癌基因失活，從而出現凋亡與增殖的異常[22-23]，其 TK1 表達水平也可能升高。但有趣的是，本研究發現吸煙與否與 TK1 在這兩類疾病中的表達水平無關。作為腫瘤動態監測重要指標的 TK1 在肺癌患者血清中表達水平并不高，甚至低于慢阻肺急性加重期患者，盡管這種差異無統計學意義，該結果與我們的預期相反。
綜上所述，TK1 表達水平不受患者的性別、年齡、吸煙的影響。慢阻肺急性加重期患者體內細胞異常增殖情況可能強于肺癌患者，但其具體機制需要進一步研究論證。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
