結(jié)直腸癌中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)和臨床意義

吳 勇，劉 弋

◇臨床醫(yī)學(xué)研究◇

結(jié)直腸癌中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)和臨床意義

吳 勇，劉 弋

目的檢測細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）和血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）在結(jié)直腸癌（CRC）組織和外周血中的表達(dá)，探討ICAM-1和VCAM-1在CRC發(fā)生、轉(zhuǎn)移中的作用和臨床意義。方法應(yīng)用免疫組織化學(xué)法（SP法）測定78例CRC原發(fā)病灶及癌旁正常組織、42例結(jié)直腸腺瘤組織中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)，用ELISA法檢測78例CRC患者和40例健康者血清ICAM-1和VCAM-1的含量。結(jié)果

結(jié)直腸癌；細(xì)胞間黏附分子-1；血管細(xì)胞黏附分子-1；免疫組織化學(xué)法；ELISA

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是我國最常見的惡性腫瘤之一，近年來，其發(fā)病率呈逐年增高的趨勢，雖已進(jìn)行廣泛的研究，但其發(fā)生與發(fā)展的機(jī)制尚不明確，且行手術(shù)時多已存在轉(zhuǎn)移灶，因此行根治性手術(shù)之后，部分患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)，很多學(xué)者正在尋找一些客觀的生物指標(biāo)，用于CRC的早期診斷及預(yù)測患者侵襲轉(zhuǎn)移情況。黏附分子（cell adhesion molecules，CAMs）是介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)之間相互接觸和結(jié)合的一類大分子，其中，細(xì)胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細(xì)胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）是屬于免疫球蛋白超家族的黏附分子，這兩種分子不僅在細(xì)胞免疫介導(dǎo)機(jī)制尤其是抗原提呈和識別、淋巴細(xì)胞細(xì)胞毒作用中起重要作用，而且與腫瘤的一些生物學(xué)行為如侵襲轉(zhuǎn)移等均有一定聯(lián)系［1］。該研究應(yīng)用免疫組化和ELISA法對CRC患者組織和血清中ICAM-1和VCAM-1進(jìn)行測定，探討ICAM-1和VCAM-1在CRC發(fā)生、發(fā)展的不同階段的作用，為CRC的診斷、治療及預(yù)后判斷提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 病例資料收集安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院普通外科二病區(qū)2013年4月～2014年3月78例CRC準(zhǔn)備手術(shù)者術(shù)前空腹血清、術(shù)后腫瘤組織及癌旁正常組織標(biāo)本，手術(shù)切除后均經(jīng)病理證實為腺癌，CRC患者中，男53例，女25例；年齡34～78歲，中位年齡63歲；結(jié)腸癌47例，直腸癌31例；高中分化51例，低分化27例；Dukes分期：A／B期30例，C／D期48例；所有患者術(shù)前未接受放療、化療、生物治療及免疫治療；癌旁組織取自同一病人距離腫瘤邊緣5 cm以上組織，病理證實均為正常結(jié)直腸組織。42例纖維結(jié)腸鏡切除的結(jié)直腸腺瘤標(biāo)本，男28例，女14例；年齡28～54歲，中位年齡42歲；其中管狀腺瘤20例，絨毛狀腺瘤14例，混合性腺瘤8例。40例正常病例均系我院同期體檢者，血常規(guī)、胸透等正常，既往無心、肝、肺、腎等相關(guān)疾病。

1.2 主要試劑鼠抗人ICAM-1單克隆抗體、鼠抗人VCAM-1單克隆抗體、SP免疫組化染色試劑盒均購自安徽安科生物工程有限公司，ICAM-1和VCAM-1 ELISA試劑盒購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。

1.3 主要儀器ELISA檢測儀、Nikon eclipse E800光學(xué)顯微鏡（日本Nikon公司）；JD801形態(tài)學(xué)圖像分析儀（江蘇捷達(dá)科技發(fā)展有限公司）。

1.4 實驗方法

1.4.1 免疫組化法及其判斷標(biāo)準(zhǔn) 所有標(biāo)本經(jīng)10%福爾馬林固定，石蠟包埋，連續(xù)切片約4μm厚，操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行；選用ICAM-1及VCAM-1的典型陽性病例作為陽性對照，陰性對照以PBS緩沖液替代一抗。采用半定量法，光鏡下分析排除非特異性染色，陽性細(xì)胞染色部位主要位于細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)，呈棕褐色顆粒，以細(xì)胞著色多少劃分：＜5%為陰性，5%～25%為弱陽性，26%～50%為陽性，≥51%強(qiáng)陽性；將陰性和弱陽性歸為低表達(dá)（－），陽性和強(qiáng)陽性歸為高表達(dá)（＋）。

1.4.2 血清ICAM-1和VCAM-1濃度測定 清晨空腹采靜脈血，3 000 r／min離心10 min，于－20℃低溫冰箱中保存待測，相關(guān)實驗步驟嚴(yán)格按照說明書操作。通過ELISA法檢測血清ICAM-1和VCAM-1水平，通過酶標(biāo)儀測定吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算各樣本血清濃度。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，計量資料采用±s表示，采用獨立樣本t檢驗進(jìn)行比較；計數(shù)資料采用χ2檢驗，同時計算列聯(lián)系數(shù)；直線相關(guān)分析相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 各組組織中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)免疫組化顯示ICAM-1的陽性表達(dá)以細(xì)胞膜為主，細(xì)胞質(zhì)中也有表達(dá)。ICAM-1在癌旁正常組織和腺瘤組織中低表達(dá)，而在CRC組織中高表達(dá)，且差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；VCAM-1為細(xì)胞膜著色，部分也可呈胞質(zhì)著色，其在CRC組表達(dá)明顯高于癌旁正常組及腺瘤組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。見表1、圖1。

表1 ICAM-1和VCAM-1在不同組織中的表達(dá)情況（n）

2.2 各組血清中ICAM-1和VCAM-1測定CRC組血清中ICAM-1濃度為（356.6±44.3）μg／L，明顯高于正常組（237.7±34.5）μg／L，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝14.86，P＜0.01）；CRC組血清VCAM-1濃度為（898.6±51.2）μg／L，明顯高于正常組（457.3± 35.7）μg／L，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝48.64，P＜0.01）。

2.3 CRC組織中ICAM-1和VCAM-1水平與各臨床病理特征之間的關(guān)系CRC組織中ICAM-1及VCAM-1的表達(dá)與性別、年齡、組織學(xué)分型及腫瘤部位無關(guān)，而與Dukes分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)；有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者及Dukes C／D期的CRC組織中ICAM-1和VCAM-1表達(dá)明顯高于無轉(zhuǎn)移及Dukes A／B期者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；隨著分化程度的降低，組織中ICAM-1和VCAM-1表達(dá)越高，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

2.4 組織與血清中ICAM-1及VCAM-1水平的相關(guān)性分析78例CRC組織中ICAM-1和VCAM-1共高表達(dá)43例，共低表達(dá)11例，ICAM-1高表達(dá)而VCAM-1低表達(dá)6例，ICAM-1低表達(dá)而VCAM-1高表達(dá)18例，經(jīng)χ2分析同時計算列聯(lián)系數(shù)，CRC組織中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)呈正相關(guān)（χ2＝7.052，r＝0.301，P＜0.01）；CRC血清中ICAM-1和VCAM-1水平呈正相關(guān)關(guān)系（r＝0.461，P＜0.01）。

3 討論

ICAM-1為一種介導(dǎo)細(xì)胞間或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相互作用的單鏈跨膜糖蛋白，其廣泛表達(dá)于單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞表面［2］，其以淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1（lymphocyte function associated antigen-1，LFA-1）為配體［3］。VCAM-1也是一種跨膜糖蛋白，其在正常細(xì)胞上不表達(dá)或很少表達(dá)，通常在活化的內(nèi)皮細(xì)胞、樹突細(xì)胞等表達(dá)，其配體為遲現(xiàn)抗原-4（very late appearing antigen-4，VLA-4）。兩種黏附分子主要作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞之間和細(xì)胞與胞外基質(zhì)的黏附，其還參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞生長與移行、免疫及炎癥反應(yīng)、腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及血管生長等一系列病理生理過程［4］。

黏附分子促進(jìn)腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的機(jī)制可能為：①原發(fā)灶的相鄰癌細(xì)胞間出現(xiàn)黏附異常，使腫瘤細(xì)胞從原發(fā)部位脫落；②腫瘤細(xì)胞脫落后在循環(huán)中運行時，黏附分子促進(jìn)血管內(nèi)游離癌細(xì)胞與靶器官的血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附；③腫瘤細(xì)胞自靶器官血管內(nèi)傳出并向基質(zhì)內(nèi)侵入時，黏附分子影響腫瘤細(xì)胞從血管內(nèi)向血管外游出［5］。

研究［6］表明，在結(jié)腸癌組織中VCAM-1 mRNA的表達(dá)是正常對照組的3.4倍，且有轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌組織中VCAM-1 mRNA的表達(dá)高于無轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌組織；Epperly et al［7］認(rèn)為ICAM-1通過炎癥反應(yīng)參與腫瘤的轉(zhuǎn)移。本實驗中CRC組織中有高表達(dá)的ICAM-1和VCAM-1，而癌旁正常黏膜組織和結(jié)直腸腺瘤組織沒有或僅有低水平表達(dá)，且隨著腫瘤分期的增高及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的出現(xiàn)，其表達(dá)程度越高，因此可推斷組織中ICAM-1和VCAM-1的高表達(dá)可能參與細(xì)胞間異質(zhì)性黏附，為腫瘤進(jìn)一步浸潤與轉(zhuǎn)移提供先決條件。

Kaihara et al［8］認(rèn)為，在胃癌患者血清中ICAM-1含量比正常人高，并認(rèn)為血清中ICAM-1含量升高與腫瘤發(fā)展的程度相關(guān)；Charpin et al［9］認(rèn)為VCAM-1與其配體VLA-4的結(jié)合激活了組織中血管內(nèi)皮細(xì)胞，血管內(nèi)皮細(xì)胞的激活促進(jìn)了血管的生成，方便了腫瘤的轉(zhuǎn)移，而且VCAM-1與VLA-4的結(jié)合有利于腫瘤細(xì)胞脫落進(jìn)入血管或向鄰近纖維蛋白和結(jié)締組織基質(zhì)擴(kuò)散，為腫瘤進(jìn)一步浸潤轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件。本研究CRC患者血清中ICAM-1和VCAM-1表達(dá)明顯高于正常者；隨著病情進(jìn)展，特別是伴隨著淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)生，患者ICAM-1和VCAM-1表達(dá)顯著增加，表明血清ICAM-1和VCAM-1含量在一定程度上反映了腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移能力，其含量測定有助于CRC惡性程度的判斷和預(yù)后評估，且癌組織中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)呈正相關(guān)性，血清中其水平也顯著相關(guān)，兩者在腫瘤的發(fā)展過程中起協(xié)同效應(yīng)；因此，高表達(dá)的ICAM-1和VCAM-1可能是促使CRC細(xì)胞轉(zhuǎn)移的重要原因。

以往較多采用免疫組化或ELISA法研究ICAM-1和VCAM-1的作用，將兩者相結(jié)合的實驗較少，其可進(jìn)一步揭示ICAM-1和VCAM-1在CRC患者發(fā)病各階段中的作用，為ICAM-1和VCAM-1的致病機(jī)制的研究提供證據(jù)。據(jù)推測，兩種黏附分子在腫瘤微血管中的表達(dá)有利于細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞對腫瘤的作用并且促進(jìn)單核細(xì)胞和T細(xì)胞穿過內(nèi)皮細(xì)胞以促進(jìn)腫瘤的血管形成［10］；另一方面，血清中ICAM-1和VCAM-1能夠干擾自然殺傷細(xì)胞和淋巴細(xì)胞活化細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的反應(yīng)活性，從而促進(jìn)患者轉(zhuǎn)移的發(fā)展［11］。組織中的ICAM-1和VCAM-1表達(dá)增加多發(fā)生于CRC的早期，其可進(jìn)一步鑒別良惡性組織；血清中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)更多見于發(fā)生淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者，而淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是腫瘤預(yù)后的重要指標(biāo)，因此血清中ICAM-1和VCAM-1可進(jìn)一步揭示病情和患者預(yù)后。ICAM-1和VCAM-1在CRC組織和血清中的表達(dá)均呈正相關(guān)性，進(jìn)一步揭示黏附分子在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移過程中的促進(jìn)作用，其在CRC組織和外周血的表達(dá)研究為腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移機(jī)制提供了更加全面的思路和方法，為腫瘤的早期診斷和治療提供了依據(jù)。

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The expression and clinical significance of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal carcinoma

Wu Yong，Liu Yi
（Dept of General Surgery，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022）

Objective To investigate the expression of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal carcinoma and the relationship between ICAM-1，VCAM-1 and the occurrence，themetastasis of colorectal carcinoma，and to analyze the significance.MethodsImmunohistochemistry staining（S-Pmethod）was used to detect the expression of ICAM-1 and VCAM-1 on consecutive section in 78 cases of colorectal carcinoma and normalmucosa and 42 cases of colorectal adenomas.Plasma was obtained from 78 patientswith colorectal carcinoma and 40 healthy volunteers prior surgery，by an enzyme-linked immunosorbent assay（ELISA）.ResultsThere was significant difference between the high expression of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal carcinoma and the low expression in normalmucosa and adenoma（P＜0.01）.Serum ICAM-1 and VCAM-1 were significantly higher in patientswith colorectal carcinoma than those in normal control group（P＜0.01）.The ICAM-1 and VCAM-1 levelswere not related to sex，age，tumor location and histological grades（P＞0.05），but had significantly statistical difference between lymph nodemetastasis and Dukes stage（P＜0.01）.ConclusionThe increase expression of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal cancer suggests that the ICAM-1 and VCAM-1may play an important role in evaluation ofmalignant degree and judging the progress aswell as themechanism of colorectal cancer.

colorectal carcinoma；intercellular adhesion molecule-1；vascular cell adhesion molecule-1；IHC ELISA

R 735.3

A

1000－1492（2015）08－1124－04

2015－03－31接收

安徽省國際科技合作計劃（編號：1303063016）

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院普通外科二病區(qū)，合肥230022

吳 勇，男，碩士研究生；

劉 弋，男，教授，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，責(zé)任作者，E-mail：yiliu＠m(xù)edmail.com.cn

CRC原發(fā)病灶組織中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)明顯高于結(jié)直腸腺瘤組織和癌旁正常組織，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；CRC組血清ICAM-1和VCAM-1含量明顯高于正常對照組（P＜0.01）；組織中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)與性別、年齡、腫瘤部位及組織學(xué)分型無關(guān)（P＞0.05），但與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及Dukes分期有相關(guān)性（P＜0.01）。結(jié)論ICAM-1和VCAM-1在CRC原發(fā)病灶組織和外周血中均呈高表達(dá)，且隨著腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移的發(fā)展而增加，其可能對腫瘤的進(jìn)展、惡性程度的判斷及發(fā)生機(jī)制具有重要意義。