环氧化酶-2在乳腺癌中高表达的临床意义
发表时间：2009-08-08 浏览次数：552次
作者：胡春宏 文芳 邓超 马芳 作者单位：中南大学湘雅二医院，湖南 长沙 410011
【摘要】［目的］ 探讨环氧化酶-2（COX-2）在乳腺癌组织中的表达及其与临床病理因素和预后的相关性。［方法］ 应用免疫组织化学方法检测60例乳腺癌石蜡包埋组织中COX-2、HER-2/neu和血管内皮生长因子(VEGF)的表达。［结果］ 60例乳腺癌组织中COX-2的高表达率为38.3％（23/60）。在淋巴结转移阳性组和阴性组以及不同临床分期病人COX-2的表达差异有显著性(P＜0.05)；COX-2的表达与HER-2/neu、VEGF表达密切相关（P＜0.01)。COX-2和HER-2/neu共同表达的患者TNM分期较晚。COX-2低表达的患者总生存期较长，与高表达患者的总生存期有显著性差异（P＜0.05)。［结论］ 乳腺癌组织中COX-2的高表达可提示乳腺癌恶性程度高和预后不良，COX-2和HER-2/neu同时高表达预后更差。
【关键词】 乳腺肿瘤 环氧化酶-2 HER-2/neu 血管内皮生长因子 免疫组织化学
High Expression of COX-2 in Breast Cancer and its Clinical Significance
HU Chun-hong, WEN Fang, DENG Chao, et al.
(The 2nd Affiliated Hospital of Xiangya Medical School, Changsha 410011, China)
Abstract: ［Purpose］ To explore the expression of cyclooxygenase-2(COX-2) and its correlation with clinicopatholgical factors and prognosis in breast cancer. ［Method］ Paraffin imbedding tissues from 60 cases with breast cancer were detected for expression of COX-2, HER-2/neu and VEGF by immunohistochemistry. ［Results］ The expression of COX-2 increased in 23/60 patients (38.3%), which was significant difference between positive lymph node and negative one, and between different TNM stages (P<0.05). The expression of COX-2 corresponded to the expression of HER-2/neu and VEGF(P<0.01). The co-expression of COX-2 and HER-2/neu indicated the breast cancer in advanced TNM stage. The overall survival of patients with low expression of COX-2 was longer than that with high expression(P<0.05). ［Conclusion］ High expression of COX-2 in breast cancer tissue suggests aggressive potential and poor prognosis, co-expression of COX-2 and HER-2/neu even worse.
Key words: breast neoplasms; cyclooxygenase-2; HER-2/neu; VEGF; immunohistochemistry
近20年的观察与研究发现，长期服用NSAID可降低乳腺癌的发病率，而NSAID作用的重要靶分子是环氧化酶(COX)。环氧化酶是分解花生四烯酸，合成不稳定前列腺素的限速酶，它有两种类型：COX-1和COX-2。COX-1是一种结构型酶，以稳定水平存在于许多正常组织中，被称为“看家基因(housekeeping gene)”；COX-2是一种诱生型酶，静息状态时不易检测到，在受到各种细胞因子、生长因子及肿瘤启动因子等的刺激后，COX-2的表达水平可迅速升高，COX-2又被称为“快速早期反应基因（immediate to early gene）”[1]。原癌基因HER-2/neu是表皮生长因子受体家族成员之一，VEGF在肿瘤的新生血管的生成中发挥重要作用，两者都是乳腺癌的重要预后指标。本研究旨在观察与探讨COX-2在乳腺癌中的高表达与临床病理指标及预后的关系，尤其是与HER-2/neu和VEGF的相关性。
1 材料与方法
1．1 病例来源
收集1999年12月至2003年4月在中南大学湘雅二医院行乳腺癌改良根治术或根治术患者共60例。术前均无长期服用非甾体类抗炎药病史，未接受过放、化疗。术后均经病理学证实：其中浸润性导管癌24例，单纯癌32例，髓样癌3例，硬癌1例。发病年龄28～71岁，平均49.2±9.9岁。按TNM分期：Ⅰ期5例，Ⅱ期35例，Ⅲ期17例，Ⅳ期3例。
1．2 试剂与方法
兔抗人COX-2多克隆抗体购自武汉博士德公司，鼠抗人HER-2/neu和VEGF单克隆抗体免疫组化SP试剂盒及DAB显色剂均购自北京中山生物技术有限公司，分别按说明书操作。已知阳性片为阳性对照，PBS代替一抗作为阴性对照。
1．3 结果判定
由两名有经验的病理医生，用双盲法进行阅片。
COX-2的免疫组化染色以细胞浆及核膜出现棕黄色颗粒者为阳性，结果评分参照文献[2]。结合COX-2阳性细胞百分比及阳性细胞染色强弱两个方面对COX-2免疫组化染色评分(IRS，immunoreactive score)：a.阳性细胞百分比：无阳性细胞＝0，阳性细胞＜10％＝1，10％～50％＝2，51％～80％＝3，81％～100％＝4；b.阳性细胞染色强弱（阴性＝0，弱阳性＝1，中度阳性＝2，强阳性＝3）；a与b的乘积即为该例标本的COX-2免疫组化评分。如在同一标本中存在多个不同评分的视野，则取最大值和最小值的平均值作为免疫组化评分。按其评分分为低表达（0～6）及高表达（7～12）。
HER-2/neu的免疫组化染色以细胞膜出现棕黄色颗粒为阳性细胞，VEGF的免疫组化染色以细胞浆出现棕黄色颗粒为阳性细胞。以阳性细胞百分比评判，将阳性细胞数＜25％定为阴性（-）；阳性细胞数在25％～50％定位弱阳性（+）；51％～75％定为中度阳性（++）；＞75％定位强阳性（+++）。
1．4 统计学处理
应用SPSS12.0统计软件，对COX-2的高表达与临床病理指标的关系进行Chi-square检验和Logistic回归分析；对COX-2的表达与预后绘制Kaplan-Meier曲线，并用Log-Rank检验。对COX-2与HER-2/neu及VEGF的表达相关性进行Spearman等级相关分析；用Fisher确切概率法检验比较COX-2分别和HER-2/neu、VEGF共同表达的患者与单独表达的患者在临床分期上的差异。均以P＜0.05为有统计学意义。
2 结 果
2．1 COX-2、HER-2/neu和VEGF表达
83.3％（50/60）乳腺癌组织中存在不同程度的COX-2表达，其中23例（38.3％）有COX-2高表达。76.7％（46/60）乳腺癌组织中有HER-2/neu表达，其中20例（33.3％）有++～+++表达。85.0％(51/60)的乳腺癌组织中有VEGF表达，其中40.0％（24/40）有VEGF++～+++表达。
2．2 COX-2高表达与临床病理指标关系
对COX-2高表达与临床病理指标的关系进行Chi-square检验的结果见表1。在淋巴结无转移组和有转移组之间以及不同的临床分期中COX-2的表达差异有显著性(P＜0.05)，而在年龄、肿瘤大小、病理类型、ER、PR之间的差异无显著性（P＞0.05）。
2．3 COX-2表达与HER-2/neu及VEGF关系
以Spearman等级相关分析得到：①COX-2与HER-2/neu的表达显著相关（r＝0.573，P＜0.01）；②COX-2与VEGF的表达显著相关（r＝0.802，P＜0.01）。
用Fisher确切概率法检验得知：COX-2和HER-2/neu共同表达较两者单独表达时TNM分期更晚（P＝0.027），提示恶性程度更高，预后可能更差。COX-2和VEGF共同表达较两者单独表达时的TNM分期差异无显著性（P＝0.479）。
2．4 COX-2的高表达与预后
将COX-2低表达和高表达两组，分别绘制Kaplan-Meier曲线 (见图1)，用Log-Rank检验低表达组生存期较高表达组长，差异有显著性（P＜0.05）。
3 讨 论
国内外研究者已应用多种方法检测乳腺癌中COX-2蛋白或基因的表达，并结合临床、病理及随访资料进行分析，发现COX-2高表达与乳腺癌的一些恶性特征有关[2~4]。本组60例乳腺癌组织中23例（38.3％）有COX-2的高表达，且与肿瘤的淋巴结转移和临床分期，尤其是临床分期显著相关。显示COX-2高表达的病人预后较差，但与病人年龄、肿瘤的大小、受体状态、病理类型没有显著相关性。同时发现COX-2高表达的患者比低表达患者的生存期短，可以认为，COX-2表达对于未接受化放疗及内分泌治疗的患者是一个有意义的预测指标。但Ristim?覿ki等[4]运用多因素生存分析显示COX-2不是乳腺癌的独立预后因素，它与参与肿瘤生成发展的各种因子相互影响、共同作用。HER-2/neu和VEGF就是其中两个重要因子。
目前，HER-2/neu的表达水平在确定乳腺癌预后、常规化疗的反应性、激素治疗的敏感性方面已被普遍认可；HER-2/neu水平的检测日益为临床所依赖；抗HER-2/neu单克隆抗体赫赛汀已经应用于临床。近几年研究发现，HER-2/neu信号传导与COX-2表达之间关系密切。本组60例乳腺癌患者标本中20例有HER-2/neu高表达，与COX-2的表达显著相关。而且COX-2和HER-2/neu同时高表达的患者与单独一种因子高水平表达相比，前者TNM分期更晚，但其作用机制仍不清楚。Subbaramaiah等[5]认为HER-2/neu是通过Ras/MAPK 激活AP-1/cAMP传导途径调节COX-2的表达。Simeone等[6]发现AKt信号传导可能是HER-2/neu调节COX-2表达的另一途径。但Benoit等[7]也通过实验证实COX-2也可以诱导HER-2/neu的表达，且celecoxib可阻断HER-2/neu的表达；作者进一步研究发现，COX-2对HER-2/neu的调节主要是通过PGE2发挥作用，并依赖于cAMP传导通路。表明COX-2与HER-2/neu可互相诱导，互相促进，但究竟哪个起更重要的作用还需要进一步研究。
血管形成在肿瘤生长、浸润、转移中起关键作用，它受到一系列促进和抑制因子的调节，其中最重要的促进因子之一是肿瘤细胞在生长过程中分泌的VEGF。本研究结果显示，乳腺癌中COX-2与VEGF表达高度相关。与Katharine等[8]用RT-PCR技术分析40例乳腺癌标本得到的结果一致（相关系数＝0．5528，P＝0．0076）。关于COX-2和VEGF之间作用机制的研究较少。有研究表明COX-2高表达促使PGE2的合成增加，诱导HIF-1α转移入细胞核，激活ARNT/HIF-1α,从而促VEGF生长。另外，PGs作用于相关受体，通过EP/cAMP、Ras/MAPK等途径，激活VEGF的合成通路。无论是何种来源的VEGF，最后均作用于血管内皮细胞，通过增高血管内皮细胞的渗透性和促进内皮细胞变性、迁移等促进肿瘤新生血管的生成[9]。此外，PGs可作为一个重要的、特异性的生长调节因子刺激血管内皮细胞增殖，虽然现在关于乳腺癌中COX-2表达对血管，尤其是肿瘤新生血管生成的作用机制的研究很有限，但其重要性预示它将会成为今后的研究热点。
【参考文献】[1] Singh-Ranger G, Mokbel K. The role of cyclooxygenase-2 (COX-2) in breast cancer, and implications of COX-2 inhibition [J]. Eur J Surg Oncol， 2002, 28(7): 729-737.
[2] Jang TJ, Jung HG, Jung KH, et al. Chemopreventive effect of celecoxib and expression of cyclooxygenase-1 and cyclooxygenase-2 on chemically-induced rat mammary tumors [J]. Int J Exp Pathol, 2002, 83(4): 173-182.
[3] Parrett ML, Harris RE, Joarder FS, et al. Cyclooxygenase-2 gene expression in human breast cancer [J]. Int J Oncol, 1997, 10(3): 503-507.
[4] Ristim-ki A, Sivula A, Lundin J, et al. Prognostic significance of elevated cyclooxygenase-2 expression in breast cancer [J]. Cancer Res, 2002, 62(3): 632-635.
[5] Subbaramaiah K, Norton L, Gerald W, et al. Cyclooxygenase-2 is overexpressed in HER-2/neu-positive breast cancer: evidence for involvement of AP-1 and PEA3 [J]. J Biol Chem，2002, 277(21): 18649-18657.
[6] Simeone AM,Li YJ,Broemeling LD, et al. Cyclooxygenase-2 is essential for HER2/neu to suppress N-(4-hydroxyphenyl) retinamide apoptotic effects in breast cancer cells [J]. Cancer Res, 2004, 64(4):1224-1228.
[7] Benoit V, Relic B, Leval Xd X, et al. Regulation of HER-2 oncogene expression by cyclooxygenase-2 and prostaglandin E2 [J]. Oncogene, 2004, 23(8): 1631-1635.
[8] Kirkpatrick K, Ogunkolade W, Elkak A, et al. The mRNA expression of cyclo-oxygenase-2 (COX-2) and vascular endothelial growth factor (VEGF) in human breast cancer [J]. Curr Med Res Opin, 2002, 18(4): 237-241.
[9] Mestre JR, Mackrell PJ, Rivadeneira DE, et al. Redundancy in the signaling pathways and promoter elements regulating cyclooxygenase-2 gene expression in endotoxin-treated macrophage/monocytes cells[J]. J Biol Chem, 2001,276(6): 3977-3982.
