COX-2和MMP-2在结直肠癌中的表达及其意义

卢国丰 陈 军 刘菊林 吴跃龙 李 静

上海市嘉定区中心医院病理科(201800)

结直肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一，其生物学行为具有侵袭性生长和转移的特征。已有大量研究表明，结直肠癌患者预后与肿瘤侵袭和转移密切相关。肿瘤细胞侵袭、转移是一个复杂的过程，其中环氧合酶-2(COX-2)和基质金属蛋白酶-2(MMP-2)起有极为重要的作用[1]。本研究通过采用免疫组化法检测COX-2、MMP-2在结直肠癌中的表达，旨在探讨两者的相互关系及其临床意义，从而为探索结直肠癌的发病机制和临床采用新的治疗方法提供有用数据。

对象与方法

一、研究对象

收集2009年3月-2013年8月上海市嘉定区中心医院82例非遗传性结直肠癌患者的手术切除标本，其中男47例，女35例；年龄30～85岁，平均(46.5±12.5)岁；患者术前均未进行过放化疗等相关治疗，并排除结直肠癌家族史和结直肠癌术后复发者。82例均为腺癌，其中中高分化59例，低分化23例；结直肠癌TNM分期：Ⅰ、Ⅱ期34例，Ⅲ、Ⅳ期48例；肿瘤浸润未及浆膜层27例，浸润超过浆膜层55例；有淋巴结转移58例，无淋巴结转移24例。所有标本均经甲醛溶液固定，常规石蜡包埋，4 μm厚连续切片。

二、研究方法

COX-2、MMP-2单克隆抗体、SP试剂盒、DAB-酶底物显色试剂购于上海长嘉生物科技有限公司，采用免疫组化SP法，实验操作步骤严格按照试剂盒说明书进行，用已知阳性染色的结直肠癌切片为阳性对照，以PBS代替一抗作阴性对照。

结果判断：COX-2、MMP-2均定位于胞质内，肿瘤细胞胞质呈棕黄色且背景清晰者判断为阳性，在中倍光学显微镜下(×200)随机观察10个视野[2]，计算阳性细胞数，以阳性细胞数>5%为阳性，<5%为阴性。

三、统计学分析

采用SPSS 13.0统计软件，计数非等级资料的比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、COX-2 和MMP-2在结直肠癌组织中的表达

结直肠癌组织中COX-2和MMP-2均表达于肿瘤细胞的细胞质内(图1、图2)。COX-2的阳性表达率为64.6%，MMP-2为65.9%。COX-2和MMP-2阳性表达与肿瘤临床分期、浸润深度、淋巴结转移具有相关性(P<0.05)，提示COX-2和MMP-2阳性患者临床分期更晚，浸润度更深，淋巴结转移更常见。COX-2和MMP-2阳性表达与患者性别、年龄、肿瘤大小以及分化程度等无关(P>0.05)(表1)。

图1 COX-2表达于细胞质(免疫组化SP法，×200)

图2 MMP-2表达于细胞质(免疫组化SP法，×200)

表1 COX-2 和MMP-2在结直肠癌组织中的表达(n)

*50岁为我国结直肠癌好发年龄

二、COX-2 和MMP-2在不同肿瘤临床分期、浸润深度、淋巴结转移的结直肠癌中的共表达

分别有15例和34例临床分期Ⅰ、Ⅱ期和Ⅲ、Ⅳ期的结直肠癌患者共表达COX-2和MMP-2，在浸润深度未及浆膜层和侵及浆膜层者中分别为12例和37例，在无淋巴结转移和有淋巴结转移者中分别为10例和39例。行统计学分析后发现，COX-2和MMP-2在结直肠癌中的共同阳性表达率很高，表达具有协同效应(χ12=8.912 8，P1=0.002 83；χ22=4.650 1，P2=0.031 05；χ32=5.954 0，P3=0.014 68)。

讨 论

COX是前列腺素合成过程中的限速酶，可将花生四烯酸代谢成各种前列腺素产物，后者参与维持机体的各种生理和病理功能。COX至少存在两种亚型，即COX-1和COX-2。COX-1在大多数组织中均表达，参与维持机体正常的生理功能；COX-2是一种诱导型酶，正常生理状态下难以检测，但在细胞因子、内毒素、肿瘤促进剂、癌基因等因素的刺激下可迅速产生[3]。COX-2与多种消化道肿瘤的发生、发展关系密切，在结直肠癌、食管癌、胃癌[4]、宫颈癌[5]和乳腺癌等肿瘤中呈高表达。

细胞外基质(ECM)和基底膜是抵御肿瘤侵袭和转移的屏障。在局部浸润和转移过程中，肿瘤细胞必须具备降解ECM和基底膜的能力。MMP-2基因位于人染色体6q21，激活的MMP-2能降解细胞基底膜和ECM中Ⅳ型、Ⅴ型胶原等成分[6-7]，导致基底膜破坏，从而发生肿瘤细胞浸润，侵入淋巴管和小血管发生转移。因此，MMP-2在肿瘤的发生、发展过程中起有重要作用[8-10]。

本研究结果显示，结直肠癌COX-2和MMP-2阳性组淋巴结转移率较阴性组增高，且与肿瘤临床分期和浸润深度相关。说明MMP-2在结直肠癌浸润、转移中起举足轻重的作用，与Allgayer等[11]的结论相似；而COX-2过表达可能增强肿瘤细胞浸润和淋巴结转移潜能，提示预后不佳。本研究进一步发现COX-2蛋白和MMP-2蛋白在不同临床分期、浸润深度和淋巴结转移中的共同阳性表达例数为49例，表明结直肠癌组织中COX-2高表达，MMP-2亦随之高表达，具有协同效应(P<0.05)。此外，Tsujii等[12]的研究认为，在结肠癌中COX-2激活可促使血管生成因子增多，后者可作用于内皮细胞诱导血管生成，该作用在体外可被特异性COX-2抑制剂所逆转。因此，在一些有潜在罹患结直肠癌危险的患者中，选择性应用COX-2抑制剂可预防结直肠癌的发生[13]，可将COX-2作为肿瘤预防和治疗的靶点。

综上所述，COX-2和MMP-2在结直肠癌中均呈高表达，两者之间具有协同效应，共同促进结直肠癌的发生和发展，为研究结直肠癌的发病机制、预后评估和治疗提供了有价值的临床指标。COX-2与MMP-2抑制剂的联合应用，可能对结直肠癌的发生、浸润和转移具有协同抑制作用，为临床医师寻找综合有效的治疗方案提供了新的思路。

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