胃肠道间质瘤中ＩＧＦ和ＩＧＦＲ的表达及意义

　　作者：王林， 李海刚， 林敏玲， 曾韵洁， 沈溪明 作者单位：中山大学附属第二医院病理科， 广东 广州 510120

　　【摘要】 【目的】 研究IGF1、IGF2和IGF1R、IGF2R的表达及与胃肠道间质瘤(GISTs)临床病理学特征的关系及其相互间的相关性。【方法】应用免疫组化SABC法检测55例胃肠道间质瘤中IGF1、IGF2和IGF1R、IGF2R的表达情况，结合临床病理学资料(性别、组织学分型、肿瘤直径、组织学分级及部位)分组比较并进行统计学分析。【结果】 55例GISTs中IGF1、IGF2和IGF1R、IGF2R阳性表达率分别为61.8%(34/55)、49.1%(28/55)和10.9%(6/55)、18.2%(10/55)。不同肿瘤直径及组织学分级之间IGF1和IGF2的阳性率有显著性差异(P < 0.05)，但与性别、组织学分型及部位无关(P > 0.05)。IGF1和IGF2、IGF1R和IGF1、IGF1R和IGF2、 IGF1R和IGF2R 、IGF2R和IGF2的表达均呈正相关(P < 0.05)。【结论】 IGF在GISTs的发生和增殖中发挥作用，可能为GISTs良恶性的判断提供依据。IGF1R和IGF2R可能通过调节IGF1、IGF2在GISTs中的表达发挥作用，但并不是惟一的决定因素。

　　【关键词】 胃肠道间质瘤; 胰岛素样生长因子Ⅰ; 临床病理学; 免疫组织化学

　　Expression of Insulin-like Growth Factor and Insulin-like Growth

　　Factor Receptor in Gastrointestinal Stromal Tumors

　　and Their Significance

　　WANG Lin， LI Hai-gang， LIN Min-ling， ZENG Yun-jie， SHEN Xi-ming

　　(Department of Pathology， The Second Affiliated Hospital， SUN Yat-sen University， Guangzhou 512120， China )

　　Abstract： 【Objective】 To investigate the expression of insulin-like growth factor 1(IGF1)， IGF2， insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R)， IGF2R and their clinicopathologic significance in gastrointestinal stromal tumors (GISTs)， and the correlation between IGFs and IGFRs. 【Methods】 Immunohistochemical method SABC was used to detect the expression of IGF1， IGF2， IGF1R， and IGF2R in 55 cases of GISTs. The relationship between the positive rate and clinicopathologic data (including sex， histological subtype， tumor size， histological grade and localization) was analyzed. 【Results】 Of 55 cases of GISTs， 34 cases were found positive for IGF1 (61.8%)， 27 cases for IGF2 (49.1%)， 6 cases for IGF1R (10.9%)， and 10 cases for IGF2R (18.2%). Significant difference in the positive rate of IGF1 or IGF2 was found among different tumor size or histological grade groups (P < 0.05). No significant difference was found among different groups of sex， histological subtype， and localization (P > 0.05). Close correlation was found between IGF1 and IGF2， IGF1R and IGF1， IGF1R and IGF2， IGF1R and IGF2R， IGF2R and IGF2 (P < 0.05)， respectively. 【Conclusion】 IGF1 and IGF2 play some roles in pathogenesis and proliferation in GISTs， which may be used as an objective index for distinguishing malignant from benign GISTs. IGF1R and IGF2R may play some roles by regulating expression of IGF1 and IGF2 in GISTs， but not the only decisive factor.

　　Key words： gastrointestinal stromal tumors; insulin-like growth factor Ⅰ; clinicopathology; immunohisto-chemistry

　　胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumors， GISTs)是发生于消化道最常见的间叶性肿瘤。GISTs源于多潜能的卡哈尔间质细胞样的前体细胞[1]，CD117和CD34的免疫组化染色是目前诊断GISTs较为可靠的方法。由于GISTs的生物学行为难以预测[2]，我们希望找到一些与GISTs恶性潜能相关的客观指标，从基因水平探讨GISTs发生和发展的规律，进而指导临床治疗和判断预后。细胞凋亡调控基因IGF和IGFR是近年来肿瘤学研究的热点。本研究应用免疫组化法检测55例GISTs中IGF1(insulin?鄄like growth factor)、IGF2和IGF1R(insulin?鄄like growth factor receptor)、IGF2R的表达，并分析其与临床病理学特征的关系及相关性。目前国内外尚未见GISTs与IGF关系的相关报道。

　　1 材料与方法

　　1.1 材 料

　　选择中山大学附属第二医院病理科2000年～2004年原发于消化道、原诊断为胃肠道平滑肌 (肉)瘤或富于细胞平滑肌瘤、神经鞘瘤的病例共68例，经过CD117和CD34检测证实为胃肠道间质瘤的标本55例，参考侯英勇[3]提出的诊断标准，55例GISTs中，良性12例，潜在恶性20例，恶性23例;发生于胃25例，肠20例，其它部位(包括食道、盆腔、肠系膜)10例;男24例，女31例;年龄34 ～ 78(S=54)岁;梭形细胞型39例，上皮细胞型7例，混合细胞型9例;肿瘤小于5 cm 22例，肿瘤大于5 cm 33例。

　　1.2 方 法

　　1.2.1 免疫组织化学检测 55例胃肠道间质瘤标本均经40 mL/L甲醛固定，常规石蜡包埋，4 μm连续切片，经过脱蜡水化，采用SABC法进行免疫组织化学染色。具体操作步骤简述如下：石蜡切片常规二甲苯脱蜡，梯度酒精水化，置于30 mL/L的H2O2中5 min，消除组织内源性过氧化物酶，EDTA修复液中微波修复10 min，冷却后PBS洗3次。滴加正常山羊血清，室温孵育30 min，以封闭特异性抗原。甩去多余的液体后，滴加一抗，稀释度为1 ∶ 100至1 ∶ 50，37℃孵育1 h。PBS 洗3次，滴加生物素标记的二抗，37 ℃孵育30 min。PBS洗3次，加入LSAB复合物，37 ℃孵育30 min。PBS洗3次，DAB显色，苏木素复染。IGF1、IGF2和IGF1R、IGF2R单克隆抗体购自博士德生物工程有限公司。实验中以PBS代替一抗作为阴性对照，已知的阳性组织(子宫内膜)作为阳性对照。

　　1.2.2 结果判定 IGF1、IGF2和IGF1R、IGF2R以细胞质内出现棕黄色颗粒为阳性细胞，阳性细胞数超过肿瘤细胞总数的10%计为阳性，少于10%计为阴性。

　　1.3 统计学分析

　　采用SPSS8.0软件进行统计学分析，根据不同要求分别进行了

　　Mann?鄄Whitney检验、Kruskal?鄄Wallis检验和Spearman等级相关分析，P < 0.05时有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 IGF1在GISTs中的表达

　　55例GISTs中，34例(61.8%)IGF1阳性表达 (图1a)。通过Mann?鄄Whitney检验和Kruskal?鄄Wallis检验，IGF1的表达率与GISTs肿瘤直径及组织学分级有关(表1)，肿瘤直径大于5 cm组IGF1的阳性表达率(75.8%)明显高于小于5 cm 组的阳性表达率(40.1%，P=0.01)。潜在恶性组和恶性组的IGF1阳性表达率分别为60.0%及82.6%明显高于良性组的25.0%(P=0.004)。结果显示，良性组和恶性组之间IGF1的阳性表达率有显著性差异(P=0.001)，但良性组和潜在恶性组之间、潜在恶性组和恶性组之间IGF1的表达率均无显著性差异(P > 0.05)。不同性别、组织学分型及部位之间IGF1的表达率也无显著性差异(P > 0.05)。

　　2.2 IGF2在GISTs中的表达

　　55例GISTs中，27例(49.1%)IGF2阳性表达 (图1b)。通过Mann?鄄Whitney检验和Kruskal?鄄Wallis检验，IGF2的表达率与GISTs肿瘤直径及组织学分级有关(表1)，肿瘤直径大于5 cm组IGF2的阳性表达率(66.7%)明显高于小于5 cm组的阳性表达率(22.7%，P=0.002)。潜在恶性组和恶性组的IGF2阳性表达率分别为50.0%及73.9%，明显高于良性组的0表达(P=0.000)。结果显示，良性组和恶性组之间IGF2的阳性表达率有显著性差异(P=0.000)，良性组和潜在恶性组之间IGF2的阳性表达率有显著性差异(P=0.004)，但潜在恶性组和恶性组之间IGF2的表达率无显著性差异(P > 0.05)。不同性别、组织学分型及部位之间IGF2的表达率也无显著性差异(P > 0.05)。

　　2.3 IGF1R和IGF2R在GISTs中的表达

　　55例GISTs中，IGF1R的阳性率为11.0%，IGF2R的阳性率为18.2%。通过Mann-Whitney检验和Kruskal-Wallis检验，不同性别、部位、肿瘤直径在小于或大于5 cm之间、不同组织学分型及分级之间IGF1R和IGF2R的表达率均无显著性差异(P > 0.05，表1)。

　　2.4 IGFs和IGFRs之间的关系

　　经Spearman等级相关分析，IGF1和IGF2(r=0.323， P=0.016)、 IGF1R和IGF1(r=0.275， P=0.042)、IGF1R和IGF2(r=0.356，P=0.008)、IGF1R和IGF2R(r=0.440， P=0.001)、 IGF2R和IGF2(r=0.386，P=0.004)的表达均呈正相关。

　　3 讨 论

　　GISTs的概念是Mazur等于1983年根据肿瘤的分化特征提出来的。联合应用CD117和CD34的免疫组化分析已成为目前诊断GISTs最为可靠的方法[2]，但对于GISTs良恶性的判断和预后的指标一直是近年来研究的热点。现已明确，肿瘤的发生不仅是细胞异常增殖的结果，还与细胞凋亡有密切的关系。

　　3.1 胰岛素样生长因子家族的组成及作用机制

　　胰岛素样生长因子家族包括IGF1和IGF2及其受体，IGF1和IGF2主要通过IGF1R，构成自分泌或旁分泌环路而发挥作用。IGF1R属于受体酪氨酸激酶(RTK)，配体与受体的结合引起受体分子的两个α、β亚基之间的别构作用，激活了受体的酪氨酸激酶活性，引起胞内区多个酪氨酸的自我磷酸化，经过一系列信号转导，激活细胞内mRNA转录并调节蛋白质的合成，从而发挥促进细胞增殖的作用。肿瘤细胞的浸润性生长与IGF1R的表达有密切的关系，随着IGF1R表达增强，肿瘤浸润能力增强。几乎所有细胞都需要多种生长因子来维持，当去除生长因子或受体时，不可避免地会发生细胞凋亡[4]。

　　3.2 GISTs中IGFs的表达及作用机制探讨

　　IGFs是调节细胞增殖、分化和转化的关键因素，在肿瘤，尤其是乳腺癌、前列腺癌和结肠癌的发生中起着重要的作用。肿瘤细胞不断进行有丝分裂的能力和抗凋亡作用主要依赖与细胞表面IGFs因子的结合能力[5]。已有的研究证明IGF1具有抗凋亡的作用[6]。本实验中，55例GISTs中IGF1的阳性率为61.8%，IGF2的阳性率为49.1%，提示GISTs中有IGFs参与作用。良性组、潜在恶性组和恶性组之间IGF1和IGF2的阳性率存在显著性差异，IGF1和 IGF2在潜在恶性组和恶性组GISTs中表达率较高，而在良性组中表达较低，但潜在恶性组和恶性组之间无统计学意义，提示在GISTs由良性向恶性转变的过程中，在细胞恶性增生更加活跃的同时，细胞自发凋亡可能也增加。因此，可以认为IGF表达高提示增加了恶性潜能。本实验发现肿瘤直径大于5 cm组和小于5 cm组之间IGF1 和IGF2的阳性率存在显著性差异，提示IGFs阳性的GISTs可能具有更高的细胞增殖能力，即IGFs可能在GISTs的发生和增殖中发挥作用。我们推测IGF的作用机制可能是通过与IGFR构成自分泌或旁分泌环路而发挥作用，抑制卡哈尔间质细胞样的前体细胞凋亡，使细胞数不断增多，增加基因突变的机会，从而促使GISTs肿瘤的发生。

　　3.3 IGFRs的作用机制及反义策略

　　IGF1R介导IGF1和IGF2的生物学作用，IGF1R在大多数转化细胞中均有表达，具有抗调亡和促进细胞生长的作用[7，8]。肿瘤细胞表面的IGF1R的表达水平增高可能是导致肿瘤细胞恶性增殖和转移的主要原因[9]，一旦IGF1R缺乏，肿瘤细胞将发生凋亡[10]。其他生长因子受体如表皮生长因子受体、血小板源性生长因子受体大多也需要有功能性IGF1R存在下才能发挥其促分裂和转化能力，因此利用IGF1R的反义策略，可区别正常细胞和肿瘤细胞，对恶性肿瘤的治疗有重要的临床价值[11]。Burfeind等[12]采用反义技术阻断IGF1R的表达，能够抑制鼠前列腺癌细胞的生长及转移。抗IGF1R单克隆抗体作用于肿瘤细胞表面，使肿瘤细胞表面过度表达的IGF1R被单抗封闭，使之不能与环境中外源性IGF1结合，促进肿瘤细胞凋亡[13]。这预示IGF1R不但可以作为评价肿瘤生物学行为的一种辅助指标，而且作为肿瘤的辅助治疗将会是今后很有前景的研究方向。IGF2的作用通过与非信号的IGF2R相结合来调节，这种结合由IGF2R的细胞外多功能11区来介导[5]。

　　3.4 GISTs中IGFRs的表达、作用机制及进一步研究设想

　　本实验中，55例GISTs中IGF1R的阳性率为11.0%，IGF2R的阳性率为18.2%，提示在GISTs肿瘤的发生中有IGF1R和IGF2R参与作用。但良性、潜在恶性和恶性组之间IGF1R和IGF2R的阳性率无显著性差异。等级相关分析证实，IGF1R和IGF1、IGF1R和IGF2、IGF1R和IGF2R，IGF2R和IGF2、IGF1和IGF2的表达均呈正相关，说明在GISTs由良性向恶性转变的过程中，IGF1R和IGF2R可能通过与IGF1、IGF2之间的交互调节发挥作用，但IGF1R和IGF2R并不是惟一的决定因素，可能尚有其他因素参与作用。已有的文献提示IGF1R水平由一些因素共同作用来调节(如肽类、类固醇激素、生长因子等)和细胞内因素(如转录因子、癌基因和抑癌基因)。许多肿瘤抑制因子通过转录水平抑制IGF1R基因的表达，从而减少细胞表面IGF1R的表达和IGF1的作用。肿瘤抑制因子功能区的缺失突变(肿瘤中经常发生)能够阻断IGF1R基因的表达[14]。IGF1R和IGF2R在GISTs恶性转化中的作用是否受到其他特定因素的调节?这些调节因子是通过哪些机制来发挥作用?这将是我们下一步研究的方向。

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