鼻咽癌组织18F-FDG摄取与Glut-1和VEGF表达关系研究

临床研究表明,18F-FDG-PET显像对鼻咽癌的诊断有重要的价值,肿瘤组织18F-FDG的摄取较正常组织显著增加[1]。葡萄糖易化扩散转运蛋白1(Glut-1)与多种实体瘤的18F-FDG过度摄取和积聚有关[2～5],而肿瘤细胞微环境乏氧也可能增加18F-FDG的摄取,因此我们用免疫组织化学方法对40例鼻咽癌组织的Glut-1和血管内皮细胞生长因子(VEGF)过度表达与18F-FDG-PET显像18F-FDG摄取的情况进行对照研究。

1 材料与方法

1.1 一般资料 收集2005-03～2006-10广州军总医院及广东省第二人民医院收治的40例鼻咽癌患者,男性32例,女性8例,年龄19～67岁(平均年龄46岁)。诊断均经病理证实,非角化分化型20例,非角化未分化型20例。完善分期检查(包括头颈部M RI、胸部X线片、腹部B超、骨ECT等)后按福州92分期确定分期:Ⅰ期12例,Ⅱ期28例,所有患者均于放疗前行PET检查,16例行全身PET检查,24例行头颈部局部PET检查;40例患者的肿瘤组织检测Glut-1、VEGF蛋白的表达。

1.2 PET检查 采用德国西门子公司生产的Biograph PET/CT扫描仪。检查前禁食 6h以上,按150μ Ci/kg静脉给予18F-FDG,给药 1h后开始采集。采用三维采集模式与全身PET采集程序,取5～6个床位,每个床位发射采集与透射扫描时间比为7∶3。以迭代法重建图像,层厚5 mm,测量肿瘤的最大标准摄取值(SUVmax)。

1.3 Glut-1、VEGF表达检测 采用免疫组化方法。肿瘤标本经过4%甲醛固定,石蜡包埋,切片厚4μ m,应用标准链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶亲和(SP)免疫组化法染色。多克隆兔抗人Glut-1或VEGF抗体,工作浓度1∶400,SP染色试剂盒为福州迈新生物试剂公司产品。设立不加多克隆兔抗人Glut-1或VEGF抗体(PBS代替)染色组为阴性对照。结果判断:由有经验的病理医生分别在显微镜上随机选择3个低倍视野(10×10),计数每张切片上至少 100个细胞中Glut-1或VEGF染色阳性的细胞数,计算其阳性细胞的百分率,计数3次,取其平均值即为染色阳性细胞率,然后分为5级记录:1级0～20%,2级21%～40%,3级41%～60%,4级61%～80%,5级81%～100%。

2 结果

2.1 PET检查结果 ①40例患者的鼻咽癌原发灶在PET检查中均显影(图1)。原发灶的SUVmax为9.45±1.87。②肿瘤T1期的原发灶SUVmax为8.95±1.91,T2期的原发灶SUVmax为11.55±1.70,T1期原发灶SUVmax低于 T2期(t=4.46,P＜0.001);③非角化分化型肿瘤原发灶SUVmax为9.74±1.82,非角化未分化型肿瘤原发灶SUVmax为10.44±2.16,非角化分化型和非角化未分化型肿瘤原发灶SUVmax无差别(t=1.230,P＞0.05)。

2.2 肿瘤细胞Glut-1表达 40例鼻咽癌患者的肿瘤组织Glut-1染色均为阳性,平均阳性细胞率为45.18%,其中染色阳性率分级为1级3例、2级11例、3级15例、4级 9例、5级 2例。鼻咽癌组织染色阳性细胞呈片状,区域性明显。瘤周正常组织见红细胞膜染色,其余组织无染色。鼻咽癌细胞以细胞膜染色为主,部分细胞胞浆有染色,还有肿瘤见细胞间质染色;癌细胞团中,其周边部供血较充分的区域Glut-1表达稍弱,而在中心区域,尤其在中心有坏死时癌细胞的Glut1染色非常强(图2)。

图1 鼻咽癌PET显像

图2 鼻咽癌的Glut-1表达

2.3 肿瘤细胞VEGF表达 40例鼻咽癌患者的肿瘤组织 VEGF染色均为阳性,平均阳性细胞率为60.8%,其中染色阳性率分级为 1级 4例、2级6例、3级 10例、4级16例、5级 4例。VEGF阳性表达部位在肿瘤细胞浆,胞膜也有轻度染色,在坏死组织周围和癌巢边缘的表达明显增强,并且在癌细胞向间质浸润最明显处表达最强(图2,3)。

2.4 肿瘤原发灶的18F-FDG摄取和肿瘤Glut-1,VEGF表达的关系 鼻咽癌组织18F-FDG摄取(SUVmax)与Glut-1表达的细胞阳性率分级相关(r=0.369,P=0.019)(图4);鼻咽癌组织18F-FDG摄取(SUVmax)与VEGF表达的细胞阳性率分级相关(r=0.460,P=0.03)(图 5)。

图3 鼻咽癌的VEGF表达

图4 鼻咽癌组织18F-FDG摄取(SUVmax)和 Glut-1表达

图5 鼻咽癌组织18F-FDG摄取(SUVmax)和 VEGF表达

3 讨论

近年来18F-FDG的PET显像广泛应用于临床的恶性肿瘤的诊断,标记了18F的脱氧葡萄糖转运到肿瘤细胞内,18F-FDG不能继续参加代谢,就堆积在细胞内,通过18F-PET显像能够直接观察[6]。早期鼻咽癌的SUV值较高,高于其他头颈部恶性肿瘤的报道[7～9],说明其高代谢和生长增殖的旺盛,肿瘤原发灶的18F-FDG摄取与T分期相关,与肿瘤分化程度无明显相关,与报道的头颈部肿瘤的18F-FDG摄取情况相似[7～9]。

葡萄糖摄取到细胞内是由葡萄糖易化扩散转运蛋白介导的,本研究发现,40例鼻咽癌组织中Glut-1都有表达,其中Glut-1阳性细胞率为45.18%,染色阳性细胞率分级集中在2～3级,与其他头颈部癌的情况相似,虽然本组病例均为早期,但鼻咽癌分化程度差,倍增时间短,因此代谢旺盛,能量需求高,与其他中、晚期头颈癌的Glut-1表达程度相似[3～4]。

虽然Glut-1常在恶性肿瘤中过度表达,但与肿瘤FDG摄取关系如何尚有争议。临床研究中,较多报道恶性肿瘤的18F-FDG摄取与Glut-1过度表达相关[2～5]。本研究中,我们比较了早期鼻咽癌肿瘤组织的Glut-1的表达情况与18F-FDG摄取的关系,发现鼻咽癌组织18F-FDG摄取(SUVmax)和Glut-1表达的细胞阳性率分级相关,说明鼻咽癌组织Glut-1过度表达对摄取18F-FDG起到重要作用。

VEGF在肿瘤血管生成中处于核心地位,在多种实体瘤表达异常升高。本研究显示,40例早期鼻咽癌患者的肿瘤组织VEGF染色均为阳性,阳性细胞率为60.8%,其中染色阳性细胞率分级集中于2～3级,与文献报道一致[10,11]。缺氧诱导VEGF的合成,促进新生血管的形成,促进肿瘤的浸润发展和转移。恶性肿瘤越快速生长,癌组织供血越容易出现相对不足,Glut-1过度表达程度越高,而VEGF表达也越高。Pedersen MW发现,乏氧能够上调小细胞肺癌VEGF mRNA和Glut-1 mRNA,并且Glut-1和VEGF蛋白表达增加,18F-FDG摄取增加[12]。Avril N报道,乳腺癌FDG-PET显像的SUV值与肿瘤组织的微血管密度相关,与Glut-1和VEGF的表达相关[13]。本研究显示,鼻咽癌组织18F-FDG摄取(SUVmax)与VEGF表达的细胞阳性率相关。

综上所述,鼻咽癌的18F-FDG摄取与肿瘤组织的Glut-1和 VEGF过度表达有关,说明18F-FDG的PET显像得到的肿瘤的SUV值反映了鼻咽癌组织的葡萄糖代谢情况,可能也在一定程度上反映了肿瘤组织乏氧的程度。

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