非小細胞肺癌胸腔鏡與常規開胸術后血清VEGF、MMP-9變化的研究

田文鑫 佟宏峰 孫耀光 吳青峻 馬超 焦鵬

血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）及基質金屬蛋白酶-9 （matrix metalloproteinase-9 ,MMP-9）在肺癌血管生成中起著非常重要的作用，已有研究[1-3]表明，治療前血清VEGF及MMP-9的水平是非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）患者預測轉移、評估預后的良好指標。胸腔鏡手術是胸部微創手術的代表，具有創傷小、疼痛輕、恢復快等優勢[4,5]，與常規開胸手術（traditional open surgery, TOS）相比，它對促血管生成因子的影響能否也表現出優勢還不確定，國內外此方面研究少。本研究旨在通過監測NSCLC患者圍手術期VEGF及MMP-9水平的動態變化，探討NSCLC患者術后早期發生轉移的機制，進一步比較電視輔助胸腔鏡手術（videoassisted thoracoscopic surgery, VATS）及TOS兩種手術方式對上述因子影響的差異，評估VATS手術在上述方面能否表現出優勢。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象 2010年10月-2012年8月，衛生部北京醫院胸外科住院的NSCLC患者，術前評估無開胸或VATS手術禁忌，擬行肺葉切除、系統性淋巴結清掃手術的患者為待入組者。若手術最終為肺葉切除+系統性淋巴結清掃，且術前術后不存在影響VEGF或MMP-9水平情況的患者為最終入組患者。

入組標準：①腫塊＜6 cm，葉支氣管未受侵犯；②行肺葉切除+系統性淋巴結清掃手術；③術前術后不存在影響VEGF或MMP-9水平的情況（合并其他組織或器官的腫瘤、二次手術、膿胸等）；④無遠處轉移。

根據手術方式不同，入組患者分為胸腔鏡手術組（VATS組）和常規開胸手術組（TOS組）。

1.2 手術方法 手術中，所有患者均行靜脈吸入復合全麻，雙腔氣管插管，術中均行單肺通氣，每個患者均行解剖性肺葉切除+系統性肺門縱隔淋巴結清掃術。

VATS肺葉切除：手術切口由主操作孔、腔鏡孔及一個輔助操作孔組成，其中主操作孔切口長約3 cm-5 cm，選用腋前線第4或5肋間進胸，腔鏡孔選用腋中線第7或8肋間進胸，輔助操作孔選擇肩胛線第7或8肋間。不使用肋骨牽開器，根據情況選用乳突牽開器牽開皮膚肌層或切口保護套。胸內操作完全在鏡下完成，支氣管、肺裂及較大血管的處理采用一次性切割縫合器，較小血管處理采用絲線或可吸收夾。

TOS肺葉切除：一般選用第5或6肋間后外側切口進胸，切口長約15 cm-20 cm，胸壁肌肉切斷，使用肋骨牽開器牽開肋骨，胸內操作完全為直視下完成，血管、支氣管及肺的處理采用切割縫合器，或絲線結扎、縫合。

系統性淋巴結清掃：至少4站淋巴結，其中包括肺門淋巴結在內的肺門肺內淋巴結至少1站，包括隆突下淋巴結在內的縱隔淋巴結至少3站。

1.3 材料與儀器 VEGF、MMP-9放射免疫試劑盒，均由北京福瑞生物工程有限公司提供。γ計數器（北京核儀器廠BH6020型組合式γ計數器）、離心機、振蕩機、水浴箱、冰箱、微量加樣器等。

1.4 實驗指標測定方法 分別于術前1天，術后第1、2、3、7天清晨，空腹抽取靜脈血5 mL，3,000 r/min離心5 min后取血漿儲存于-40oC冰箱中。待血樣收集完成后，分別用放免試劑盒集中測量VEGF、MMP-9的水平。各指標測定時嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.5 統計學分析 所有數據均以Mean±SD表示，使用軟件SPSS 17.0進行數據統計學分析，兩組人群資料差異用χ2檢驗或兩獨立樣本t檢驗，兩組間不同時間點VEGF、MMP-9水平差異采用兩獨立樣本t檢驗或者重復測量數據的方差分析。P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 患者臨床及手術資料（表1） 本研究共43例病例入組，分為VATS組（25例）和TOS組（18例），兩組資料見表1。兩組在年齡、性別、術前FEV1值、手術時間、腫瘤直徑、淋巴結清掃個數、站數等方面無明顯統計學差異（P＞0.05）。VATS組1例患者術后出現肺漏氣，予高滲葡萄糖胸腔內注射，于術后第9天順利拔除胸管出院；1例于術后第3周左右出現乳糜胸，予以再次開胸手術結扎胸導管后治愈。

表 1 VATS組及TOS組患者臨床及手術資料Tab 1 Clinical and surgical characteristics of patients of VATS and TOS group

2.2 圍手術期血清VEGF及MMP-9水平的變化（圖1） 將所有入組患者圍手術期VEGF及MMP-9水平的變化進行統計學分析。NSCLC患者術后血清VEGF水平呈先升高后下降的趨勢，術后第2天達到峰值濃度，并且與術前相比有明顯統計學差異（P=0.031），到術后第7天時，VEGF水平雖較前下降，但仍高于術前水平。NSCLC患者術后MMP-9水平呈逐漸升高的趨勢，于術后第7天時較前略下降。與術前水平比較，術后第3天及第7天MMP-9水平均明顯高于術前（P=0.020, P=0.034）。

2.3 VATS組及TOS組圍手術期VEGF及MMP-9水平變化的比較（圖2） 按照手術方式不同，將入組患者分為VATS組和TOS組，兩組術后VEGF水平均呈現先升高后下降的趨勢，變化幅度以TOS組明顯，但運用重復測量數據的方差分析，兩組間變化趨勢差異無統計學意義（F=2.022,P=0.163）。兩組間各時間點VEGF水平比較，均未見明顯統計學差異（P＞0.05）。VATS組及TOS組術后MMP-9水平均呈現逐漸升高的趨勢，以TOS組明顯，但兩組間變化趨勢比較無統計學差異（F=1.703, P=0.199）。兩組間各時間點MMP-9水平比較，均未見明顯統計學差異（P＞0.05）。

2.4 血清VEGF與MMP-9水平的相關性分析 NSCLC患者術前及術后第1、2、3、7天血清VEGF水平與MMP-9水平呈正相關，Pearson相關系數分別為0.922、0.910、0.886、0.950、0.978，P值均＜0.05。

3 討論

圖 1 NSCLC患者圍手術期血清VEGF及MMP-9水平的變化。Time 1：術前；Time 2：術后第1天；Time 3：術后第2天；Time 4：術后第3天；Time 5：術后第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.

圖 2 VATS組及TOS組圍手術期血清VEGF、MMP-9水平變化的比較。Time 1：術前；Time 2：術后第1天；Time 3：術后第2天；Time 4：術后第3天；Time 5：術后第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.

腫瘤的生長、侵襲和轉移必須依賴于血管生成，許多促血管生成因子參與了腫瘤的血管生成過程，其中VEGF及MMP-9在腫瘤的血管生成中起重要作用。VEGF是迄今發現的、最重要的促血管生成因子，它能夠調節血管的通透性，促進腫瘤血管生成，許多研究發現在多種腫瘤尤其是轉移性腫瘤患者的血清中VEGF水平明顯升高，其升高水平與腫瘤轉移和復發有關[6-8]。MMP-9是MMP家族成員之一，它能夠降解細胞外基質，使腫瘤細胞易于突破細胞外基質構成的結構屏障，向周圍組織侵襲或出現遠處轉移。MMP-9的促血管生成作用不僅表現在能夠促進具有活性的VEGF的釋放[9]，還表現在可以直接作為促血管形成因子參與腫瘤新生血管的形成，從而在血管形成方面發揮關鍵作用[10]。

研究[1-3]發現，肺癌患者血清中VEGF、MMP-9均有較高水平表達，并且血清VEGF、MMP-9的水平可作為肺癌患者預測轉移復發以及評估預后的有效指標。Shimanuki等[2]提出血清VEGF濃度與NSCLC患者腫瘤血管生成密切相關，低VEGF水平患者預后明顯優于高VEGF水平患者。Laack等[3]也得出類似的結論，NSCLC患者治療前血清VEGF及MMP-9水平與患者預后明確相關，并且血清MMP-9水平可作為一項獨立的預后預測因子。另外，NSCLC患者MMPs和腫瘤血管生成這兩個系統存在相互協同、相互促進的內在聯系。VEGF能上調內皮細胞尿激酶型纖溶酶原激活物，進而激活MMPs，VEGF也能直接誘導細胞MMPs基因的轉錄，誘導血管內皮細胞產生MMPs。葉曉峰等[11]發現NSCLC組織VEGF和MMP-2表達之間存在正相關，我們的研究也分析了血清VEGF與MMP-9水平之間的關系，術前術后各時間點兩者均存在明顯的正相關（P＜0.05），從而提示VEGF和MMP-9在NSCLC的病情演進過程中可能起協同作用，兩者共同促進腫瘤的侵襲和轉移。

已有研究[12]提出，肺癌術后VEGF水平較術前升高，并且進一步動物實驗發現VEGF水平的升高能夠打破機體在血管生成調節方面的平衡，誘導術后早期肺癌微轉移的發生，而應用血管生成抑制劑則能夠抑制上述微轉移的發生。胡瑛等[13]同樣發現肺癌原發腫瘤切除后VEGF及MMP-9水平均升高，且VEGF升高的幅度更加明顯，與肺良性病患者比較，NSCLC患者術前術后VEGF及MMP-9的水平均明顯升高。我們的研究監測了NSCLC術前及術后1、2、3、7天血清VEGF及MMP-9的動態變化，結果發現，NSCLC患者術后上述指標均呈現先升高后下降的變化趨勢，分別于術后第2天、第3天達到峰值濃度，術后第7天時較前下降，但仍高于術前水平。我們考慮肺癌術后VEGF及MMP-9水平不降反升的原因有：存在其他的不依賴腫瘤存在產生VEGF及MMP-9的途徑；手術操作、擠壓、缺氧等因素促進腫瘤細胞擴散；原發灶的切除同時也刺激了殘留的微小癌灶加速產生；術后傷口愈合導致促血管生成因子增多等。

我們根據手術方式的不同將入組患者分為VATS組與TOS組，兩組術后VEGF及MMP-9水平均呈現先升高后下降的趨勢，變化幅度均以TOS組明顯，但統計學分析兩組間變化的差異無統計學意義（P＞0.05）。既往VATS及開胸術后血清VEGF變化比較的研究未見報道，血清MMP-9變化比較的研究也較少，且既往研究結果間存在矛盾。Ng等[14]研究認為，VATS及開胸術后MMP-9水平均下降，VATS組MMP-9水平明顯低于TOS組（P＜0.05）；而Whitson等[15]則發現VATS及開胸組術后MMP-9水平先升高后下降，VATS組上升幅度高于開胸組（P＜0.05）。我們認為，VATS手術作為已被廣泛接受的胸部微創手術，切口小，機體創傷小，術中操作精細，對腫瘤組織擠壓、牽拉等影響小，故VATS可能對VEGF、MMP-9的影響也小，但相關研究結論不統一，還需要更深入研究。

綜上所述，NSCLC患者術后早期均出現血清VEGF及MMP-9水平的升高，雖然數值上TOS組變化幅度大，但VATS及TOS組間的差異無統計學意義。術后VEGF、MMP-9水平的升高可促進腫瘤新生血管的生成，導致患者術后早期腫瘤的轉移、復發。因此，圍手術期血清VEGF、MMP-9水平的監測對于評估肺癌預后、研究術后早期轉移的機制等有重要意義。