非小细胞肺癌胸腔镜与常规开胸术后血清VEGF、MMP-9变化的研究

田文鑫 佟宏峰 孙耀光 吴青峻 马超 焦鹏

血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）及基质金属蛋白酶-9 （matrix metalloproteinase-9 ,MMP-9）在肺癌血管生成中起着非常重要的作用，已有研究[1-3]表明，治疗前血清VEGF及MMP-9的水平是非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）患者预测转移、评估预后的良好指标。胸腔镜手术是胸部微创手术的代表，具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势[4,5]，与常规开胸手术（traditional open surgery, TOS）相比，它对促血管生成因子的影响能否也表现出优势还不确定，国内外此方面研究少。本研究旨在通过监测NSCLC患者围手术期VEGF及MMP-9水平的动态变化，探讨NSCLC患者术后早期发生转移的机制，进一步比较电视辅助胸腔镜手术（videoassisted thoracoscopic surgery, VATS）及TOS两种手术方式对上述因子影响的差异，评估VATS手术在上述方面能否表现出优势。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象 2010年10月-2012年8月，卫生部北京医院胸外科住院的NSCLC患者，术前评估无开胸或VATS手术禁忌，拟行肺叶切除、系统性淋巴结清扫手术的患者为待入组者。若手术最终为肺叶切除+系统性淋巴结清扫，且术前术后不存在影响VEGF或MMP-9水平情况的患者为最终入组患者。

入组标准：①肿块＜6 cm，叶支气管未受侵犯；②行肺叶切除+系统性淋巴结清扫手术；③术前术后不存在影响VEGF或MMP-9水平的情况（合并其他组织或器官的肿瘤、二次手术、脓胸等）；④无远处转移。

根据手术方式不同，入组患者分为胸腔镜手术组（VATS组）和常规开胸手术组（TOS组）。

1.2 手术方法 手术中，所有患者均行静脉吸入复合全麻，双腔气管插管，术中均行单肺通气，每个患者均行解剖性肺叶切除+系统性肺门纵隔淋巴结清扫术。

VATS肺叶切除：手术切口由主操作孔、腔镜孔及一个辅助操作孔组成，其中主操作孔切口长约3 cm-5 cm，选用腋前线第4或5肋间进胸，腔镜孔选用腋中线第7或8肋间进胸，辅助操作孔选择肩胛线第7或8肋间。不使用肋骨牵开器，根据情况选用乳突牵开器牵开皮肤肌层或切口保护套。胸内操作完全在镜下完成，支气管、肺裂及较大血管的处理采用一次性切割缝合器，较小血管处理采用丝线或可吸收夹。

TOS肺叶切除：一般选用第5或6肋间后外侧切口进胸，切口长约15 cm-20 cm，胸壁肌肉切断，使用肋骨牵开器牵开肋骨，胸内操作完全为直视下完成，血管、支气管及肺的处理采用切割缝合器，或丝线结扎、缝合。

系统性淋巴结清扫：至少4站淋巴结，其中包括肺门淋巴结在内的肺门肺内淋巴结至少1站，包括隆突下淋巴结在内的纵隔淋巴结至少3站。

1.3 材料与仪器 VEGF、MMP-9放射免疫试剂盒，均由北京福瑞生物工程有限公司提供。γ计数器（北京核仪器厂BH6020型组合式γ计数器）、离心机、振荡机、水浴箱、冰箱、微量加样器等。

1.4 实验指标测定方法 分别于术前1天，术后第1、2、3、7天清晨，空腹抽取静脉血5 mL，3,000 r/min离心5 min后取血浆储存于-40oC冰箱中。待血样收集完成后，分别用放免试剂盒集中测量VEGF、MMP-9的水平。各指标测定时严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.5 统计学分析 所有数据均以Mean±SD表示，使用软件SPSS 17.0进行数据统计学分析，两组人群资料差异用χ2检验或两独立样本t检验，两组间不同时间点VEGF、MMP-9水平差异采用两独立样本t检验或者重复测量数据的方差分析。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 患者临床及手术资料（表1） 本研究共43例病例入组，分为VATS组（25例）和TOS组（18例），两组资料见表1。两组在年龄、性别、术前FEV1值、手术时间、肿瘤直径、淋巴结清扫个数、站数等方面无明显统计学差异（P＞0.05）。VATS组1例患者术后出现肺漏气，予高渗葡萄糖胸腔内注射，于术后第9天顺利拔除胸管出院；1例于术后第3周左右出现乳糜胸，予以再次开胸手术结扎胸导管后治愈。

表 1 VATS组及TOS组患者临床及手术资料Tab 1 Clinical and surgical characteristics of patients of VATS and TOS group

2.2 围手术期血清VEGF及MMP-9水平的变化（图1） 将所有入组患者围手术期VEGF及MMP-9水平的变化进行统计学分析。NSCLC患者术后血清VEGF水平呈先升高后下降的趋势，术后第2天达到峰值浓度，并且与术前相比有明显统计学差异（P=0.031），到术后第7天时，VEGF水平虽较前下降，但仍高于术前水平。NSCLC患者术后MMP-9水平呈逐渐升高的趋势，于术后第7天时较前略下降。与术前水平比较，术后第3天及第7天MMP-9水平均明显高于术前（P=0.020, P=0.034）。

2.3 VATS组及TOS组围手术期VEGF及MMP-9水平变化的比较（图2） 按照手术方式不同，将入组患者分为VATS组和TOS组，两组术后VEGF水平均呈现先升高后下降的趋势，变化幅度以TOS组明显，但运用重复测量数据的方差分析，两组间变化趋势差异无统计学意义（F=2.022,P=0.163）。两组间各时间点VEGF水平比较，均未见明显统计学差异（P＞0.05）。VATS组及TOS组术后MMP-9水平均呈现逐渐升高的趋势，以TOS组明显，但两组间变化趋势比较无统计学差异（F=1.703, P=0.199）。两组间各时间点MMP-9水平比较，均未见明显统计学差异（P＞0.05）。

2.4 血清VEGF与MMP-9水平的相关性分析 NSCLC患者术前及术后第1、2、3、7天血清VEGF水平与MMP-9水平呈正相关，Pearson相关系数分别为0.922、0.910、0.886、0.950、0.978，P值均＜0.05。

3 讨论

图 1 NSCLC患者围手术期血清VEGF及MMP-9水平的变化。Time 1：术前；Time 2：术后第1天；Time 3：术后第2天；Time 4：术后第3天；Time 5：术后第7天。Fig 1 Changes of perioperative seral VEGF and MMP-9 levels for NSCLC patients. Time 1: the day before surgery; Time 2: the first day after surgery;Time 3: the second day after surgery; Time 4: the third day after surgery; time 5: the seventh day after surgery. VEGF: vascular endothelial growth factor; MMP-9: matrix metalloproteinase-9. NSCLC: non-small cell lung cancer.

图 2 VATS组及TOS组围手术期血清VEGF、MMP-9水平变化的比较。Time 1：术前；Time 2：术后第1天；Time 3：术后第2天；Time 4：术后第3天；Time 5：术后第7天。Fig 2 Comparison of the changes of perioperative seral VEGF and MMP-9 levels between VATS group and OT group. Time 1: the day before surgery; Time 2: the first day after surgery; Time 3: the second day after surgery; Time 4: the third day after surgery; Time 5: the seventh day after surgery.

肿瘤的生长、侵袭和转移必须依赖于血管生成，许多促血管生成因子参与了肿瘤的血管生成过程，其中VEGF及MMP-9在肿瘤的血管生成中起重要作用。VEGF是迄今发现的、最重要的促血管生成因子，它能够调节血管的通透性，促进肿瘤血管生成，许多研究发现在多种肿瘤尤其是转移性肿瘤患者的血清中VEGF水平明显升高，其升高水平与肿瘤转移和复发有关[6-8]。MMP-9是MMP家族成员之一，它能够降解细胞外基质，使肿瘤细胞易于突破细胞外基质构成的结构屏障，向周围组织侵袭或出现远处转移。MMP-9的促血管生成作用不仅表现在能够促进具有活性的VEGF的释放[9]，还表现在可以直接作为促血管形成因子参与肿瘤新生血管的形成，从而在血管形成方面发挥关键作用[10]。

研究[1-3]发现，肺癌患者血清中VEGF、MMP-9均有较高水平表达，并且血清VEGF、MMP-9的水平可作为肺癌患者预测转移复发以及评估预后的有效指标。Shimanuki等[2]提出血清VEGF浓度与NSCLC患者肿瘤血管生成密切相关，低VEGF水平患者预后明显优于高VEGF水平患者。Laack等[3]也得出类似的结论，NSCLC患者治疗前血清VEGF及MMP-9水平与患者预后明确相关，并且血清MMP-9水平可作为一项独立的预后预测因子。另外，NSCLC患者MMPs和肿瘤血管生成这两个系统存在相互协同、相互促进的内在联系。VEGF能上调内皮细胞尿激酶型纤溶酶原激活物，进而激活MMPs，VEGF也能直接诱导细胞MMPs基因的转录，诱导血管内皮细胞产生MMPs。叶晓峰等[11]发现NSCLC组织VEGF和MMP-2表达之间存在正相关，我们的研究也分析了血清VEGF与MMP-9水平之间的关系，术前术后各时间点两者均存在明显的正相关（P＜0.05），从而提示VEGF和MMP-9在NSCLC的病情演进过程中可能起协同作用，两者共同促进肿瘤的侵袭和转移。

已有研究[12]提出，肺癌术后VEGF水平较术前升高，并且进一步动物实验发现VEGF水平的升高能够打破机体在血管生成调节方面的平衡，诱导术后早期肺癌微转移的发生，而应用血管生成抑制剂则能够抑制上述微转移的发生。胡瑛等[13]同样发现肺癌原发肿瘤切除后VEGF及MMP-9水平均升高，且VEGF升高的幅度更加明显，与肺良性病患者比较，NSCLC患者术前术后VEGF及MMP-9的水平均明显升高。我们的研究监测了NSCLC术前及术后1、2、3、7天血清VEGF及MMP-9的动态变化，结果发现，NSCLC患者术后上述指标均呈现先升高后下降的变化趋势，分别于术后第2天、第3天达到峰值浓度，术后第7天时较前下降，但仍高于术前水平。我们考虑肺癌术后VEGF及MMP-9水平不降反升的原因有：存在其他的不依赖肿瘤存在产生VEGF及MMP-9的途径；手术操作、挤压、缺氧等因素促进肿瘤细胞扩散；原发灶的切除同时也刺激了残留的微小癌灶加速产生；术后伤口愈合导致促血管生成因子增多等。

我们根据手术方式的不同将入组患者分为VATS组与TOS组，两组术后VEGF及MMP-9水平均呈现先升高后下降的趋势，变化幅度均以TOS组明显，但统计学分析两组间变化的差异无统计学意义（P＞0.05）。既往VATS及开胸术后血清VEGF变化比较的研究未见报道，血清MMP-9变化比较的研究也较少，且既往研究结果间存在矛盾。Ng等[14]研究认为，VATS及开胸术后MMP-9水平均下降，VATS组MMP-9水平明显低于TOS组（P＜0.05）；而Whitson等[15]则发现VATS及开胸组术后MMP-9水平先升高后下降，VATS组上升幅度高于开胸组（P＜0.05）。我们认为，VATS手术作为已被广泛接受的胸部微创手术，切口小，机体创伤小，术中操作精细，对肿瘤组织挤压、牵拉等影响小，故VATS可能对VEGF、MMP-9的影响也小，但相关研究结论不统一，还需要更深入研究。

综上所述，NSCLC患者术后早期均出现血清VEGF及MMP-9水平的升高，虽然数值上TOS组变化幅度大，但VATS及TOS组间的差异无统计学意义。术后VEGF、MMP-9水平的升高可促进肿瘤新生血管的生成，导致患者术后早期肿瘤的转移、复发。因此，围手术期血清VEGF、MMP-9水平的监测对于评估肺癌预后、研究术后早期转移的机制等有重要意义。