郝晓玲,陶林,张文杰,2
(1石河子大学医学院病理系/新疆地方与民族高发病教育部重点实验室,石河子832002;2华中科技大学同济医学院生殖医学中心,武汉430030)
子宫颈癌是世界范围内女性第三高发恶性肿瘤,居乳腺癌和大肠癌之后。据国际癌症研究组织(IARC)2008年的数据估计,我国有7.5万子宫颈癌新发病例,占全球新发病例的14%;而宫颈癌死亡病例高达3.3万,占全球死亡病例的12%。2011年一项调查显示,全球子宫颈癌新发病例在过去的30 年 间 (1980-2010)逐 年 上 升,年 增 长 率 达0.6%[1];因此,研究和阐明子宫颈癌,尤其是癌前病变的发生、发展的分子机制对子宫颈癌的预防和靶向性治疗具有重要意义。
IL-17(Interleukin-17)是一种主要由 Th17细胞亚群和中性粒细胞分泌产生的促炎细胞因子(proinflammatory cytokine)。它可以招募中性粒细胞,促进多种细胞释放炎性因子,促进细胞增殖和血管生成,是参与慢性炎症和肿瘤发生的重要炎症因子[2]。对人类肿瘤与小鼠的多种恶性肿瘤模型的研究发现,慢性炎症是肿瘤的主要诱发因素[3]。
为了深入研究IL-17与子宫颈癌癌前病变(CIN)的发生、发展之间的关系,本实验应用免疫组化法检测不同CIN病变组织中IL-17的表达情况,探讨其在子宫颈癌癌前病变的发生、发展过程中潜在的生物学意义。
收集石河子大学医学院第一附属医院病理科2008年至2011年石蜡包埋宫颈上皮内瘤变(CIN)90例及子宫颈对照组织30例,按2009年WHO子宫颈肿瘤的诊断标准(其中CIN1、CIN2、CIN3及子宫颈对照组织各30例),所有病例均在病理医生原始诊断的基础上进行了二次复查诊断。
兔抗人IL-17多克隆抗体(美国Santa Cruz公司);DAB显色试剂盒(Dako公司,ZLI-9019);S-P法试剂盒、抗原修复液:EDTA缓冲液(0.01mol/L,PH 0.8~0.9)均购于北京中杉金桥生物有限公司。
实验方法:采用免疫组织化学S-P法。所有载玻片预先经丙酮、APES防脱片胶处理。组织标本经过10%福尔马林固定,常规石蜡包埋,4μm连续切片。脱蜡水化后,于EDTA缓冲液(0.01mol/L,PH 0.8~0.9)中微波加热进行抗原修复15 min。其余步骤严格按试剂盒说明书操作(IL-17抗体稀释浓度为1∶200)。PBS代替一抗(其余步骤完全一样)作阴性对照,由试剂公司提供的照片作阳性对照。
结果判断:IL-17组织切片显示以胞浆染色为浅黄色至棕色颗粒者为阳性,于光学显微镜(400倍)下随机选取4个有代表性的不同视野,每个视野计数100个肿瘤细胞,得分由阳性染色细胞所占面积和细胞染色强度两者计分乘积来判断。染色面积计分为:阳性染色细胞<5%计0分;6~25% 计1分;26~50% 计2分;51~75% 计3分;76~100%计4分。细胞染色强度:无着色计0分;浅黄色计1分;黄色计2分;棕黄色计3分;棕色计4分。两项记分相乘0~1分为(-),2~4分为(+),5~8分为(++),9~12分为(+++),13~16分为(++++)。(-)为阴性,(+)为弱阳性表达,(++)~(++++)为强阳性表达[4]。
SPSS 17.0统计软件分析,计数资料之间的差异显著性采用χ2检验法。
IL-17在子宫颈上皮内瘤变(CIN)中的表达情况见表1。
表1 IL-17在子宫颈上皮内瘤变(CIN)中的表达Tab.1 The expression of IL-17 in cervical intraepithelial neoplasias(CINs)
由表1可知:IL-17主要表达在子宫颈鳞状上皮(CIN病变组织)细胞的细胞浆,在子宫颈对照组织、CIN1、CIN2、CIN3中高表达的(++以及以上)分别 是 1(3.3%),2(6.7%),19(63.3%),27(90.0%),4组间差异显著(P<0.05),而且随着CIN病变程度的增加IL-17高表达的阳性率也逐渐增加(表1,图1)。
图1 IL-17在子宫颈上皮内瘤变(CIN)中的表达(S-P×100)Fig.1 The expression of IL-17 in cervical intraepithelial neoplasias(CINs)(S-P×100)
IL-17是近年来发现的一种具有强致炎性作用的细胞因子,其中,CD4+T细胞亚群中Th17细胞是IL-17的主要来源细胞[5]。但最近研究发现多种细胞均可以产生IL-17,如上皮细胞、血管内皮细胞等。Steiner等[6]通过免疫组化和 RT-PCR法研究发现IL-17在正常前列腺组织中表达极少,且局限在淋巴细胞,而在79%的前列腺增生组织及58%的前列腺癌组织中高表达。说明IL-17主要是由前列腺上皮细胞产生的。
慢性炎症例如炎症性肠病(inflammatory bowel diseases,IBD)、幽门螺杆菌感染、和乙肝病毒感染均可致肿瘤的发生,称为炎症相关性肿瘤[7],而在这类肿瘤中都发现IL-17表达增高。克罗恩病(Crohn’s disease,CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)作为一类慢性炎症性肠病,与CD4+T细胞的过度激活相关,活化的CD4+T细胞释放一系列促炎症因子,如IL-6、IL-12、IL-23和IL-17,诱导特异性Th17细胞的分化[8-9]。幽门螺杆菌感染诱导的胃的慢性炎症是胃癌的主要病因之一,在感染的幽门胃粘膜上可见IL-17的高表达[10]。这些研究表明,IL-17在炎症相关性肿瘤的发生和发展过程中发挥了关键性的作用。
目前,已知HPV病毒感染是子宫颈癌的主要病因,从HPV病毒感染到子宫颈上皮内瘤变到癌变是一个慢性炎症过程,因此子宫颈癌也是一种与炎症相关的肿瘤,应该具有与其它病毒感染,如乙肝病毒感染,相同或相似的慢性炎性特征。体外实验研究已经证实,IL-17在有HPV感染的子宫颈癌细胞中的表达比在只有HPV感染的子宫颈上皮细胞和正常子宫颈上皮细胞都要高。在子宫颈癌活检组织中,IL-17的表达水平也高于子宫颈上皮内瘤变组织和正常子宫颈组织[11],最近的一项研究[12]报告了52例子宫颈癌活检组织中IL-17的表达情况,结果显示从子宫颈上皮内瘤变到子宫颈癌的进展过程中,IL-17的表达明显增加。综上所述,IL-17的过表达可能在子宫颈癌及其癌前病变的发生、发展过程中起重要的作用。
本实验运用免疫组化方法检测了子宫颈上皮内瘤变组织及正常子宫颈对照组织中IL-17的表达情况,实验结果显示,IL-17主要在子宫颈鳞状上皮(CIN病变组织)细胞的胞浆表达,在正常子宫颈对照组织中不表达,而且在CIN病变组织中IL-17高表达的阳性率随着CIN病变级别的增高而逐渐增高,提示IL-17可能参与了子宫颈上皮内瘤变的发生及发展,但本研究不能说明IL-17的表达变化是原发性还是继发于与其有关的分子的表达。IL-17在肿瘤细胞中表达的现象在其他研究中也有提出:Chang等[13]发 现 IL-17 在 非 小 细 胞 性 肺 癌 (NSCLC)肿瘤细胞胞浆中有表达,而在正常组织中没有表达,我们推测病变的肿瘤细胞可能产生IL-17,也就是说,IL-17可能参与了宫颈肿瘤的发生或发展。但是,由于免疫组化方法的局限性,还需使用其它方法,如mRNA的表达,并扩大样本量对这一观察结果进行证实。
总之,IL-17作为炎症相关性肿瘤微环境中的重要因子,可能与子宫颈癌癌前病变的发生或发展有关。IL-17与子宫颈癌及其癌前病变病情进展和患者预后的关系,以及同其他细胞因子的相互作用有待进一步研究。对IL-17的进一步研究有可能使IL-17成为评价子宫颈癌及其癌前病变病情和治疗疗效的一个新的免疫学指标。相关的临床应用及标准方案都尚未见明确报道,因此,深入研究IL-17家族及其相关的信号转导通路在CIN病变中的作用很有前途,可能为阐明子宫颈癌及其癌前病变的发生和发展提供分子机制,也可能为靶向性生物治疗开辟新的思路。
[1]Forouzanfar M H,Foreman K J,Delossantos A M,et al.Breast and cervical cancer in 187 countries between 1980 and 2010:a systematic analysis[J].The Lancet,2011,378(9801):1461-1484.
[2]陈曦,朱波,陈正堂.IL-1/IL-17R与恶性肿瘤[J].免疫学杂志,2010,26(4):366-369.
[3]Karin M,Lawrence T,Nizet V.Innate immunity gone awry:linking microbial infections to chronic inflammation and cancer[J].Cell,2006,124(4):823-835.
[4]许良中,杨文涛.免疫组织化学反应结果的判断标准[J].中国癌症杂志,1996,6(4):229-231.
[5]Lockhart E,Green A M,Flynn J L.IL-17 production is dominated by gammadelta T cells rather than CD4 T cells during Mycobacterium tuberculosis infection[J].J Immunol,2006,177(7):4662-4669.
[6]Steiner G E,Newman M E,Paikl D,et al.Expression and function of pro-inflammatory interleukin IL-17 and IL-17 receptor in normal,benign hyperplastic,and malignant prostate[J].Prostate,2003,56(3):171-182.
[7]Langowski J L ,Zhang X ,Wu L ,et al.IL-23 promotes tumour incidence and growth[J].Nat Lon,2006,442(7101):461.
[8]Mudter J,Neurath M F.Il-6 signaling in inflammatory bowel disease:Pathophysiological role and clinical relevance[J].Inflamm Bow Dis,2007,13(8):1016-1023.
[9]Fujino S,Andoh A,Bamba S,et al.Increased expression of interleukin 17 in inflammatory bowel disease[J].Gut,2003,52(1):65.
[10]Caruso R,Fina D,Paoluzi O A ,et al.IL-23-mediated regulation of IL-17 production in Helicobacter Pyloriinfected gastric mucosa[J].Eur J Immunol,2008,38(2):470-478.
[11]Schuringa J J,Schepers H,Vellenga E,et al.Ser727-dependent transcriptional activation by association of p300 with STAT3 upon IL-6 stimulation[J].FEBS letters,2001,495(1):71-76.
[12]Wang L,Yi T,Kortylewski M,et al.IL-17 can promote tumor growth through an IL-6-Stat3 signaling pathway[J].J Exp Med,2009,206(7):1457-1464.
[13]Chang Y H,Yu C W,Lai L C,et al.Up-regulation of interleukin-17 expression by human papillomavirus type 16 E6 in nonsmall cell lung cancer[J].Cancer,2010,116(20):4800-4809.