肿瘤防治研究  2015, Vol. 42 Issue (10): 993-996
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

王鸿康, 李鸣, 辛亮, 谢隽, 易呈志, 刘鹏.
WANG Hongkang, LI Ming, XIN Liang, XIE Jun, YI Chengzhi, LIU Peng.
乳腺癌组织中血氧含量与缺氧诱导因子-1α、微血管密度的相关性
Correlation of Blood Oxygen Content to HIF-1α and Microvascular Density in Breast Cancer Tissues
肿瘤防治研究, 2015, 42(10): 993-996
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(10): 993-996
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.10.009

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收稿日期: 2014-11-10
修回日期: 2015-04-01
乳腺癌组织中血氧含量与缺氧诱导因子-1α、微血管密度的相关性
王鸿康, 李鸣 , 辛亮, 谢隽, 易呈志, 刘鹏     
430034 武汉,华中科技大学同济医学院附属武汉市普爱医院外科
摘要: 目的 探讨乳腺癌组织中血氧含量与缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)和微血管密度的相关性。方法 应用乳腺血氧功能成像技术在术前测定乳腺癌患者乳腺组织中血氧含量,采用免疫组织化学方法检测乳腺癌组织中微血管密度及HIF-α的表达,分析乳腺癌组织中血氧含量与缺氧诱导因子-1α(HIF-α)和微血管密度相关性。 结果 (1)151例乳腺癌患者中高血低氧的临床符合率是81.47%,其中导管内癌、浸润性小叶癌和浸润性导管癌的血氧含量结果差异均无统计学意义(P>0.05);(2)高血和低血癌组织的血含量、氧含量、微血管密度差异具有统计学意义(P<0.01);(3)随着HIF-1α表达等级的升高,血含量和微血管密度显著升高(P<0.01),但是血含量差异无统计学意义(P>0.05);(4)乳腺癌组织血含量与微血管密度、HIF-1α表达呈正相关(P<0.01);而乳腺癌组织氧含量与微血管密度和HIF-1α表达均无相关性(P>0.05)。 结论 乳腺癌组织血含量与乳腺癌预后因子微血管密度、HIF-1α表达具有相关性,可以间接预测乳腺癌的预后。
关键词: 乳腺血氧    缺氧诱导因子-1α    微血管密度    乳腺癌    
Correlation of Blood Oxygen Content to HIF-1α and Microvascular Density in Breast Cancer Tissues
WANG Hongkang, LI Ming , XIN Liang, XIE Jun, YI Chengzhi, LIU Peng     
Department of Surgery, The Affiliated Puai Hospital Huazhong Institute of Technology Tongji Medical College, Wuhan 430034, China
AbstractObjective To explore the correlation of blood oxygen content to hypoxia-inducible factor 1α(HIF-1α) and microvascular density(MVD) in breast cancer tissues. Methods Blood oxygen content was determined by breast oxygen function imaging before surgery. MVD and HIF-1α were determined by immunohistochemical method and then the correlation of blood oxygen content to HIF-1α and MVD in breast cancer tissues was analyzed. Results (1) The coincidence rate of high blood content and low oxygen content in 151 cases of breast cancer tissues was 81.47%, and the blood oxygen contents were not significantly different in intraductal carcinoma, invasive lobular carcinoma or invasive ductal carcinoma (P>0.05). (2) Blood content, Oxygen content and MVD were significantly different in breast cancer tissues with high and low blood content(P<0.05 or P<0.01). (3) Along with the increased level of HIF-1α expression, blood content and MVD were significantly increased(P<0.01), but oxygen content was not significantly different (P>0.05). (4) Blood content in breast cancer tissues was positively related to HIF-1α and MVD (P<0.01), but oxygen content was not related to HIF-1α or MVD (P>0.05). Conclusion Blood content in breast cancer tissues is related to the prognostic factors, MVD and HIF-1α, and could be used as the indirect indicator for the prognosis of breast cancer.
Key words: Blood oxygen content in breast    Hypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)    Microvascular density(MVD)    Breast cancer    
0 引言

乳腺癌是妇女最常见的恶性肿瘤之一,其全球发病率呈逐年上升趋势。我国女性乳腺癌发病率增长较快且趋于年轻化,病死率不断上升[1]。微血管形成是肿瘤细胞获取营养、肿瘤赖以存活及发生远处转移的最基本条件,新生血管与实体瘤的生长、浸润、转移及预后密切相关,故微血管密度(microvascular density,MVD)在许多原发肿瘤中已被作为判定生物学侵袭性和转移潜能的指标,是独立的临床预后性指标[2]。缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)是肿瘤血管生成环节中的核心调控因子[3],在肿瘤的增殖、分化、侵袭及转移中产生重要的影响[4]。HIF-1α在恶性肿瘤的发生发展过程中起关键作用,且具有重要的预后意义[5]。但MVD和HIF-1α检测主要依赖于对术后病理标本进行免疫组织化学染色后的测量。乳腺血氧功能检测是诊断乳腺癌的主要指标,乳腺血氧功能成像系统是一种形态学和功能学相结合的新的检查方法,功能全面优于现有的乳腺检查设备(如钼钯X线机、红外乳腺扫描仪、B型超声等),对乳腺癌及良性肿瘤的诊断具有较好的准确性,并且简便易行、方便快捷,特别有利于乳腺癌的早期诊断[6]。本研究通过乳腺血氧功能检测术前乳腺癌肿块内的血氧含量、术后免疫组织化学方法检测组织内HIF-1α和MVD,探讨乳腺癌血氧含量与HIF-1α、MVD的相关性,以期为术前应用经济、简便、无创的检查手段评价乳腺癌的预后判断提供依据。

1 资料与方法 1.1 临床资料

选择2009—2012年在武汉市普爱医院术前乳腺癌穿刺活检确诊为乳腺癌的住院手术患者151例。年龄18~71岁女性,平均(51.29±11.54)岁。排除标准:(1)术前接受新辅助化疗或放疗的患者;(2)术前穿刺的患者;(3)存在其他干扰实验结果疾病的患者。151例乳腺癌患者中,导管内癌16例(10.6%)、浸润性小叶癌39例(25.8%)、浸润性导管癌96例(63.6%)。

1.2 检测方法 1.2.1 乳腺组织血氧含量的测定

术前所有患者采用E-SN-l型乳腺血氧功能成像系统(武汉一海数字工程有限公司提供)检测在体乳腺癌组织血氧含量。所有病例均参照《乳腺血氧功能成像系统使用说明书》的操作方法进行无创伤检查:检查时充分暴露胸部,将探测头中心对准患侧肿块组织,光源朝向乳头,液晶显示屏显示测量的血氧参数。

1.2.2 MVD的测定

肿瘤组织常规处理后经10%甲醛溶液固定,常规脱水石蜡包埋,连续切片以链霉菌抗生物素一过氧化物酶法(SP法)进行免疫组织化学染色。超敏SP试剂盒、抗人CD34、DAB显色液、HIF-lα多克隆抗体、胰酶等均购自福建迈新生物技术开发公司,用PBS代替一抗作阴性对照,严格按试剂盒说明书操作。MVD计数方法:以100倍视野观察全切片,将切片分为上、下、左、右四个方位,然后以200倍视野计算观察到的微血管数,计数标准以与周围肿瘤或结缔组织成分区别明显的单个内皮细胞或内皮细胞簇为一个微血管数,为棕黄染色。通过电脑图文系统存图并计数,最终值取其平均值。

1.2.3 HIF-lα的测定

肿瘤组织常规处理后经10%甲醛溶液固定,常规脱水石蜡包埋,连续切片以链霉菌抗生物素一过氧化物酶法(SP法)进行免疫组织化学染色。HIF-lα多克隆抗体、DAB显色液、胰酶、阳性对照等均购自福建迈新生物技术开发公司,用PBS代替一抗作阴性对照,严格按试剂盒说明书操作。HIF-lα染色结果根据文献标准[7]分为-、+、++、+++四个等级,比较四个等级的血含量、氧含量、微血管密度。HIF-lα染色结果判断标准:(-):无染色或染色<1%的细胞核;(+):1%~10%的细胞核染色,和( 或) 较弱的胞质染色;(++):>10%~50%的细胞核染色,和(或)明显的胞质染色;(+++):>50%的细胞核染色,和(或)较强的胞质染色。

1.3 统计学方法

采用SPSS13.0软件进行数据分析。计量资料采用(x±s)表示,多组间采用F检验进行比较,两组间比较采用独立样本t检验;计数资料采用百分率,组间比较采用χ2检验,用Spearman进行相关性分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 乳腺癌组织血氧类型结果

151例乳腺癌患者中高血低氧的临床符合率是81.47%,符合以高含血、低含氧标准判定恶性肿瘤的标准。其中高含血癌症肿块高达93.39%,与恶性肿瘤供血良好相符合。导管内癌、浸润性小叶癌和浸润性导管癌的血氧含量结果差异均无统计学意义(χ2=4.859,P=0.562),见表 1

表 1 乳腺癌组织血氧分类 [n(%)] Table 1 Blood oxygen classification in breast cancer tissues [n(%)]
2.2 高血肿块和低血肿块组织中血氧含量和MVD的比较

高血和低血癌组织的血含量、氧含量、微血管密度差异具有统计学意义(P<0.05),见表 2

表 2 高血和低血癌组织中血氧含量和MVD的比较 Table 2 Comparison of blood oxygen content and MVD between breast cancer tissues with HBC and LBC
2.3 不同表达等级的HIF-1α乳腺癌组织中血氧含量和MVD的比较

不同表达等级的HIF-1α乳腺癌组织中血氧含量、MVD差异具有统计学意义(P<0.05)。随HIF-1α表达等级的升高,血含量和MVD显著升高(P<0.01),但氧含量差异无统计学意义(P>0.05),见表 3

表 3 HIF-1α不同表达等级的乳腺肿块组织中血氧含量和MVD的比较 Table 3 Comparison of blood oxygen content and MVD among breast cancer tissues with different expression levels of HIF-1α
2.4 血氧含量与HIF-1α、微血管密度的相关性分析

乳腺癌组织血含量与微血管密度、HIF-1α表达呈正相关(r=0.542,P=0.003;r=0.752,P=0.005);而乳腺癌组织氧含量与微血管密度和HIF-1α表达均无相关性(r=-0.114,P=0.257;r=-0.126,P=0.186)。此外,乳腺癌组织HIF-1α表达与微血管密度呈正性相关(r=0.698,P=0.001)。

3 讨论

既往中国是乳腺癌非高发地区,但近年来,乳腺癌的发病率呈快速上升趋势,且已成为中国女性健康的头号杀手[8]。血管形成在肿瘤的发生、发展、侵袭及转移中发挥重要作用,已成为肿瘤治疗的新靶点之一。目前,肿瘤MVD被用于提示新生血管生成的数量,并被认为与肿瘤的生长、转移及预后有密切的关系[9]。有研究[10]指出,实体肿瘤MVD最有价值之处在于预测实体肿瘤的侵袭和转移,并与实体肿瘤的各种临床预后因素有关。实体肿瘤细胞的高速增殖和血管生成的异常,会导致肿瘤细胞呈缺氧状态,缺氧会使肿瘤细胞产生相应基因表达的变化从而导致一系列的功能变化,这个过程中HIFs对基因的调节起关键作用,研究发现HIF-1调控800多种下游靶基因的激活,包括血管内皮生长因子、凋亡基因p53等[11]。HIF-1是由α亚基(HIF-1α)和β亚基(HIF-1β)组成,其中HIF-1α是决定HIF-1活性的缺氧调控亚基,通过羟基化、乙酰化、磷酸化等多种翻译后修饰,调控下游靶基因表达[12]。HIF-1α在多种恶性肿瘤中过表达,是许多恶性肿瘤重要的生长调节因子[13]。HIF-1α的活性对维持肿瘤细胞能量代谢、新生血管形成、促进肿瘤侵袭和转移起重要作用,同时增加了肿瘤对放化疗的抗拒性。更重要的是,临床研究发现HIF-1α表达的上调是多种癌症的不良预后因素[14, 15]。但是,MVD和HIF-1α的检测只能在术后组织学标本中应用,而其只能反映肿瘤小部分区域的情况,不能反映肿瘤的全貌。因此有必要研究一种与其相关性好又无创、全面的检查方法,能够在术前活体状态下评估肿瘤微预后。

乳腺血氧功能影像检测是在影像法的基础上根据不同波长的光对含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收程度的不同,通过利用单色、双波长的红外光对乳房进行透照,检查含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的变化量[16]。乳腺血氧功能影像检测方式简便易行方便快捷,无创无痛,经济适用无辐射,可鉴别良恶性肿瘤,指导临床医师诊断,比较适合大范围普查乳腺癌[17]。但是,目前对于乳腺血氧与乳腺临床预后关系的研究有限。本研究结果显示,高血肿块组织和低血肿块组织的血含量、氧含量、MVD差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01),随着HIF-1α表达等级的升高,血含量和MVD显著升高(P<0.01)。相关性分析结果显示,乳腺癌组织血含量与MVD、HIF-1α表达呈正相关(P<0.01)。推测其可能机制为:缺氧环境下刺激产生HIF-1α,促进微血管生成,MVD增大,导致局部血供增多,血含量升高,而癌细胞新陈代谢旺盛,不断消耗血管供能,导致局部氧含量低下,为了适应低氧的微环境,细胞进入无氧代谢并激活HIF-1α,反馈式诱导新的血管生成,由此促进肿瘤细胞的不断增殖并转移。因此,乳腺癌组织血含量与MVD和HIF-1α具有相关性,可以间接预测乳腺癌的预后。

总之,本研究显示乳腺癌组织血含量与MVD和HIF-1α具有相关性,可以间接预测乳腺癌的预后,但乳腺癌组织血含量与乳腺癌临床预后的相关性,还需进一步论证。

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