PKM2在不同病理級別膠質瘤中的表達及臨床意義

張金燦　胡丹　賀禮進

摘要：目的 探討不同病理級別膠質瘤組織中PKM2的表達及其臨床意義。方法 采用二步法免疫組化檢測9例正常腦組織和36例膠質瘤組織中PKM2的表達，并與膠質瘤的惡性程度進行相關性分析。結果 PKM2在正常腦組織中表達為陰性，在不同病理級別膠質瘤中均有表達，并隨腫瘤病理級別的增高而增高，分別與正常腦組織相比，差異均有顯著性（P<0.01）。結論 PKM2與膠質瘤的發生、發展、侵襲相關，可反映膠質瘤的惡性程度、病理分級和預后。

關鍵詞：膠質瘤；PKM2

膠質瘤是中樞神經系統最常見的原發性惡性腫瘤，約占全部顱內腫瘤的40%～50%[1]，包括各種神經上皮來源的腫瘤，具有無限增殖、侵襲性生長、易復發的特點[2]。目前傳統治療方法包括放療、化療及手術治療，但目前的治療方法不能完全解決膠質瘤因侵襲性生長導致的高復發率及低治愈率難題[1]。因膠質瘤術后復發率高，高度惡性多形膠質母細胞瘤，1年生存率僅為58%[3]。目前膠質瘤早期診斷率低，多數患者診斷時均為晚期，因此，尋找一種無創性、靈敏性高、特異性強的膠質瘤早期診斷標準物尤為重要。丙酮酸激酶（Pyruvate Kinase，PK）是細胞葡萄糖酵解途徑的關鍵酶，也是腫瘤細胞糖代謝異常的關鍵酶[4]。PKM2主要在胚胎細胞、成體干細胞中表達，隨著胚胎發育逐漸被其他同工酶所代替，但在腫瘤細胞中PKM2的表達上調[4]。研究表明，PKM2在肝癌中表達上調，PKM2表達上調為腫瘤的快速增殖提高能量保證，本研究使用免疫組化法檢測膠質瘤中PKM2的表達，探討PKM2與膠質瘤惡性程度之間的關系。

1 資料與方法

1.1一般資料 選用2007年1月～2009年8月在永州市人民醫院神經外科行手術切除并經病理學證實的膠質瘤石蠟組織標本87例，其中男44例，女43例，年齡17～22歲，平均49.2歲，所有病例術前均未做放化療及免疫治療。膠質瘤的分級：膠質瘤Ⅰ級17例，膠質瘤Ⅱ級27例，膠質瘤Ⅲ級18例，多形性膠質母細胞瘤（Ⅳ級）16例，對照組10例取自尸體解剖檢驗的非腫瘤患者。

1.2試劑 PKM2抗體，ElivisionTM plus二步法免疫組化試劑盒，DAB顯色劑購自福州邁新生物技術開發有限公司。

1.3免疫組化檢測正常腦和膠質瘤組織PKM2的表達。采用ElivisionTM plus二步法免疫組化檢測PKM2抗體在各組中的表達，免疫組化結果判斷：PKM2抗體陽性染色為棕黃色顆粒，位于細胞漿內，綜合染色強度和分布范圍進行半定量處理，染色強度按下列標準：根據光鏡下觀察陽性染色的細胞比例（5個高倍視野下的均數） 分為：①陰性（-），染色細胞數少于10%；②陽性（+），染色細胞數在10%～50%之間；③強陽性（++），染色細胞數多于50%。顯微攝像并圖像分析儀檢測光密度值。

1.4統計方法 應用SPSS16.0統計軟件行相關數據分析，計量資料采用mean±SD表示，均數兩兩比較應用雙樣本t檢驗，以及spearman等級相關分析，當P<0.05時，為差異有顯著性。

2 結果

免疫組化檢測PKM2蛋白在正常腦和各級膠質瘤組織中的表達，免疫組化結果顯示，PKM2蛋白表達陽性物質呈棕黃色顆粒狀，位于胞漿。10例正常腦組織均為陰性，各級膠質瘤組織中表達均為陽性，且隨著病理級別增高陽性表達增強，膠質瘤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級平均光密度值分別為（0.22±0.07）、（0.36±0.09）、（0.55±0.11），（0.71±0.12），與正常腦組織（0.07±0.00）比，差異有顯著性（P<0.01）。

3 討論

膠質瘤是中樞神經系統中常見原發性惡性腫瘤之一，約占全部顱內腫瘤的40%～50%[1]，呈快速增殖、侵襲性生長，具有早期診斷率低，術后易復發的特點。高度惡化多形膠質瘤的1年生存期僅為58%，因此，迫切的需要尋找一種靈敏度高、特異性強早期腫瘤標志物。PKM2是葡萄糖代謝中的關鍵酶，也是腫瘤細胞能量代謝的關鍵酶。PKM2有四聚體和二聚體兩種不同活性構象并能互相轉化，PKM2四聚體與其底物PEP有很高的親和力，而PKM2二聚體與PEP親和力很低，在生理條件PEP濃度下PKM2四聚體有很高的活性而PKM2二聚體幾乎沒有活性[4]。在細胞質中，PKM2為腫瘤細胞的快速增殖提供能量。由于腫瘤細胞的壞死和轉移，其中所富含的腫瘤PKM2被釋放進入血液，這一過程與腫瘤的進展狀況及轉移能力相關，因此檢測血液中的腫瘤PKM2含量具有重大意義。部分研究表明，腫瘤PKM2升高的程度與腫瘤分化、轉移與分期密切相關[5]。研究還表明，可以通過長期跟蹤測定血液中腫瘤PKM2含量變化，來評價腫瘤治療效果以及檢測腫瘤的復發轉移[5]。本實驗表明，各級膠質瘤PKM2表達均高于正常腦組織，具有顯著性差異（P<0.05），PKM2表達水平與腦膠質瘤的惡性程度明顯相關，并且隨膠質瘤病理分級的增高而表達增強，說明PKM2的表達與膠質瘤的惡性進展密切相關，可以作為反映腦膠質瘤惡性程度的指標。

能量代謝是指物質代謝過程中伴隨著能量的釋放、轉換和利用。德國生化和生理學家Otto Warburg關于腫瘤細胞能量代謝特性進行了開拓性研究，他在20世紀20年代提出了著名的"瓦伯格效應"，即使在氧充足的條件下，腫瘤細胞仍偏好于采用糖酵解方式進行葡萄糖代謝，而不是產生ATP效率更高的線粒體氧化磷酸化方式。腫瘤的糖酵解過程中需要多種關鍵酶，PKM2為糖酵解的關鍵酶之一，腫瘤中PKM2的表達上調[6]。本研究表明，膠質瘤中PKM2與正常組織相比表達上調，膠質瘤惡性程度越高，PKM2的表達越強，能量代謝貫穿膠質瘤分化、增殖和轉移過程中，PKM2可反應腫瘤的惡性程度、轉移及預后。

綜上所述，PKM2在膠質瘤中表達，與膠質瘤的發生、發展及預后密切相關，極可能成為膠質瘤惡性程度、病理分期及預后的有效指標。PKM2存在兩種不同的活性構像，以PKM2為作用靶點進行干預，有可能阻斷腫瘤的能量代謝，抑制腫瘤的增殖和轉移，為腫瘤的治療提供了新的方向。

參考文獻：

[1]范陽華，葉敏華，祝新根.粘合連接相關蛋白1在腦膠質瘤中的研究現狀及進展[J].腫瘤防治研究，2015，09：920-923.

[2]Alves TR， Lima FR， Kahn SA， et al. Glioblastoma cells： a heterogeneous and fatal tumor interacting with the parenchyma[J].Life Sci， 2011， 89（15-16）： 532-539.

[3]張金燦，賀建平，賀禮進，等.VEGF和MMP-7在不同病理級別膠質瘤中的表達及臨床意義[J].中國現代醫生，2010，28：30-31+33.

[4]詹成，時雨，王群.丙酮酸激酶M2型應用于腫瘤診斷與治療的研究進展[J].中華腫瘤防治雜志，2013，13：1043-1046.

[5]Dhar DK， Olde DS， Brindley JH， et al. Pyruvate kinase M2 is a novel diagnostic marker and predicts tumor progression in human billary tract cancer[J]. Cancer，2013，119（3）：575-585.

[6]Warburg O. On respiratory impairment in cancer cells[J].Science，1956，124（3215）： 269-270.

編輯/金昊天