結直腸癌中CD105、環氧化酶和血管內皮生長因子的表達及與血管生成的關系

劉斌 劉麗霞 臧愛民 宋子正 張猛 楊陽 馬濤 郝艷峰

·論著·

結直腸癌中CD105、環氧化酶和血管內皮生長因子的表達及與血管生成的關系

劉斌 劉麗霞 臧愛民 宋子正 張猛 楊陽 馬濤 郝艷峰

目的研究結直腸癌中CD105、環氧化酶-2(COX-2)和血管內皮生長因子(VEGF)的表達水平，并觀察其與血管生成的關系，為臨床診療提供依據。方法選取2016年4月到2017年5月收治的結直腸癌患者89例，應用免疫組化SP法檢測患者癌組織CD105表達微血管密度(MVD)，并觀察癌組織和癌旁組織COX-2和VEGF表達，應用Spearman相關性分析MVD、COX-2和VEGF之間關系。結果癌組織CD105表達MVD表達值為(38.41±7.08)個；癌組織COX-2和VEGF陽性率顯著高于癌旁組織，差異有統計學意義(Plt;0.05)；COX-2和VEGF表達陽性的癌組織MVD值顯著高于COX-2和VEGF表達陰性的癌組織MVD值，差異有統計學意義(Plt;0.05)；Spearman相關性分析顯示：MVD與COX-2和VEGF呈正相關關系(Plt;0.05)，COX-2與VEGF呈正相關關系(Plt;0.05)。結論CD105是結直腸癌新生血管的特異性標志物，COX-2和VEGF均與新血管生成存在較大關系。

直腸癌；CD105；環氧化酶-2；血管內皮生長因子；血管

結直腸癌是臨床上常見的惡性消化道腫瘤，對患者具有較大威脅。近年來，結直腸癌的發病率呈上升趨勢，且趨于年輕化，腫瘤轉移是影響患者預后的重要原因[1]。新生血管在腫瘤生長和轉移中具有重要作用。CD105是現階段新發現的新生血管特異性標志物，正常組織血管中無表達[2]。環氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)是花生四烯酸轉變成前列腺素的主要限速酶，已證實會在多種組織中過度表達，與腫瘤發生和發展存在較大關系，也和血管形成存在關系[3]。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)則是血管形成的重要因子。而CD105、COX-2及VEGF在結直腸癌中表達情況研究尚少[4]。本研究旨在分析結直腸癌中CD105、COX-2和VEGF的表達水平，并觀察其與血管生成的關系，為臨床診療提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年4月到2017年5月河北大學附屬醫院收治的結直腸癌患者89例。納入標準：所有患者經病理確診為直腸癌，術前均未接受任何治療，均自愿接受手術治療。排除標準：合并其他部位腫瘤者；免疫系統疾病者；嚴重心、肝、腎疾病者。89例中，男47例，女42例；年齡28～85歲，平均年齡(58.3±3.6)歲。研究經我院醫學倫理委員會批準，所有患者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法 患者均行手術治療，術中取腫瘤組織和癌旁正常組織，將其放置于10%的中性甲醛中固定，以常規石蠟包埋，然后以5 μm的厚度進行連續切片。應用免疫組化SP法檢測癌組織中CD105表達微血管密度(Microvessel density，MVD)，并檢測癌組織和癌旁組織COX-2和VEGF表達水平。檢測所有試劑均由上海生物技術有限公司提供，均按照操作說明進行操作。

1.3 結果判斷 CD105陽性判斷：血管內皮細胞棕黃色為陽性。MVD計數根據Weindner評價標準進行評價，凡是棕黃色的單個內皮細胞或者是內皮細胞簇均表示1個血管，肌層比較厚或管腔gt;8個紅細胞直徑血管則不被計數[5]。每個切片取3個視野，然后取平均值記為MVD值。COX-2及VEGF陽性判斷：10%以上的細胞呈棕黃色表示陽性[6]。見圖1～6。

圖1 CD105在結直腸癌組織的表達(IHC×200)圖2 CD105在結直腸癌組織的表達(IHC×200)

圖3 VEGF在結直腸癌組織的表達(IHC×200)圖4 VEGF在結直腸癌組織的表達(IHC×200)

2 結果

2.1 CD105、COX-2和VEGF表達情況 癌組織CD105表達MVD表達值為(38.41±7.08)個；癌組織的表達(IHC×200)COX-2和VEGF陽性率分別為73.03%(65/89)、70.79%(63/89)顯著高于癌旁組織的14.61%(13/89)、13.48%(12/89)，2組比較差異均有統計學意義(Plt;0.05)。見表1、圖7。

圖5 COX-2在結直腸癌組織的表達(IHC×200)圖6 COX-2在結直腸癌組織

表1 CD105、COX-2和VEGF表達情況 n=89

圖7 CD105、COX-2和VEGF表達情況

2.2 不同COX-2、VEGF表達的MVD值比較 COX-2和VEGF表達陽性的癌組織MVD值分別為(52.43±0.31)個、(47.31±1.58)個顯著高于COX-2和VEGF表達陰性的(29.51±0.25)個、(28.19±0.63)個，比較差異有統計學意義(Plt;0.05)。見表2、圖8。

表2 不同COX-2、VEGF表達的MVD值比較

2.3 相關性分析 Spearman相關性分析顯示：MVD與COX-2和VEGF呈正相關關系(r=0.732,0.698，Plt;0.05)，COX-2與VEGF呈正相關關系(r=0.834，Plt;0.05)。見表3～5。

3 討論

腫瘤血管生成理論是20世紀70年代被Folkman首次提出，該理論認為腫瘤若無新生血管則只能長到1～2 mm，不會出現轉移，若新生血管生成后則腫瘤增殖迅速，轉移機會也會增加。現代學者公認，血管生成是腫瘤增殖和轉移的重要條件[7]。目前MVD可以作為很多人類惡性腫瘤生物學行為(包括淋巴結轉移和遠處轉移)一項重要的檢測指標。特別是腫瘤血管形成的評價指標。目前我們多應用CD31、CD34等標記腫瘤血管形成情況。CD105是轉化生長因子受體的復合物成分，主要功能與血管生成有關。CD105是血管內皮的標志物，與其他標記物不同，CD105僅僅存在于增殖情況腫瘤血管內皮上，但是在正常血管組織中不表達[8]。有研究顯示，CD105檢測腫瘤新生血管情況的特異性顯著高于CD34或CD31[9]。因此，本研究應用CD105標記MVD，觀察結直腸癌中CD105標記MVD情況，研究顯示，癌組織CD105表達MVD表達值為(38.41±7.08)個，說明結直腸癌組織中存在較多的新生血管。新生血管給結直腸癌組織輸送營養物質和氧氣，釋放一些能促腫瘤細胞增殖的生長因子來促進其生長。同時，新生血管也能供給結直腸癌組織大量的分支血管來促進腫瘤轉移的發生[10]。

圖8 不同COX-2、VEGF表達的MVD值比較

表3 MVD與COX-2呈正相關 例

表4 MVD與VEGF呈正相關 例

表5 COX-2與VEGF呈正相關 例

COX-2是花生四烯酸合成前列腺素的重要酶，多數正常組織中不表達，但是生長因子、細胞因子及癌基因等各種因素作用下會明顯表達，促進腫瘤血管和淋巴管的生成，故其在腫瘤的發生和發展中發揮重要作用[11]。已有研究表明，COX-2蛋白與惡性腫瘤的增殖、分化、轉移及凋亡過程密切相關[12]。最新的研究發現，COX-2有可能成為判斷惡性腫瘤預后的指標和靶向治療的靶點[13]。VEGF是血管生成的重要因子，是糖基分泌性多肽因子，是一種特異性較高的血管內皮分裂素，該因子可以使血管內皮增殖分裂，血管重建、增加血管的通透性[14]。本研究顯示，結直腸癌組織中COX-2、VEGF表達顯著高于癌旁組織，說明結直腸癌中存在COX-2、VEGF表達增高，推測COX-2、VEGF與新生血管存在一定關系，因此，研究根據COX-2、VEGF表達是否陽性來觀察CD105表達MVD的表達值，研究顯示，COX-2、VEGF表達陽性的MVD值顯著高于COX-2、VEGF表達陰性者，說明COX-2、VEGF這兩種因子確實與MVD的生成有關，分析其原因為[15]：VEGF可以促進血管內皮增殖分裂，使血管重建，增加結直腸癌組織中MVD水平，而COX-2參與MVD形成的作用機制可能為：(1)COX-2可以促進前列腺素的合成，且通過前列腺素受體或通過核受體來進入細胞核內，使血管生長因子表達增加，進而促進血管生成；(2)可以催化花生四烯酸形成血栓素，使血管內皮細胞移位，誘導血管內皮生成；(3)還可以激活絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，進而抑制血管內皮細胞的凋亡，有利于腫瘤細胞的浸潤和轉移。相關性分析顯示：MVD與COX-2和VEGF呈正相關關系，COX-2與VEGF呈正相關關系，說明COX-2和VEGF的確可以誘導MVD產生，對結直腸癌發生和發展存在較大關系，且COX-2和VEGF呈正相關關系，說明COX-2也可能增加VEGF表達來刺激MVD產生。

綜上所述，結直腸癌組織中CD105、COX-2和VEGF的表達會明顯增高，其中CD105是新生血管的重要標志物，COX-2和VEGF對血管生成具有促進作用，且COX-2還可以刺激VEGF表達來增加血管生成。故CD105、COX-2和VEGF都是潛在的新型腫瘤標志物，CD105、COX-2和VEGF可作為結直腸癌發生、發展及浸潤的參考指標。通過對CD105、COX-2和VEGF的抑制從而抑制腫瘤新生血管及淋巴管的生成，有可能成為結直腸癌腫瘤治療的新靶點。

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ExpressionofCD105,cyclooxygenaseandvascularendothelialgrowthfactorincolorectalcanceranditsrelationshipwithangiogenesis

LIUBin*,LIULixia,ZANGAimin*,etal.

*DepartmentofOncology,AffiliatedHospitalofHebeiUniversity,Hebei,Baoding071000,China

ObjectiveTo investigate the expressions of CD105, cyclooxygenase-2(COX-2)and vascular endothelial growth factor (VEGF) in colorectal cancer, and to analyze the correlation between their expressions and angiogenesis of tumor in order to provide basis for clinical diagnosis and treatment.MethodsEighty-nine patients with colorectal cancer who were admitted and treated in our hospital from April 2016 to May 2017 were enrolled in the study. The expression levels of CD105 of microvessel density (MVD) were detected by immunohistochemistry (SP),and the expression levels of COX-2 and VEGF in cancer tissues and tumor adjacent tissues were observed, moreover, the correlation among VEGF, COX-2 and MVD was analyzed by using Spearman correlation analysis.ResultsThe expression value of CD105 MVD in cancer tissues was (38.41±7.08),and the positive rates of COX-2 and VEGF in cancer tissues were significantly higher than those in tumor adjacent tissues (Plt;0.05). The MVD value in cancer tissues expressing positively COX-2 and VEGF was significantly higher than that of cancer tissues expressing negatively COX-2 and VEGF (Plt;0.05).The Spearman correlation analysis showed that MVD was positively correlated with COX-2 and VEGF (Plt;0.05), moreover, COX-2 was positively correlated to VEGF (Plt;0.05).ConclusionThe CD105 is a specific marker of angiogenesis of colorectal cancer,moreover, COX-2 and VEGF are closely correlated with neoangiogenisis of tumor.

rectal cancer; CD105; cyclooxygenase-2; vascular endothelial growth factor; blood vessel

10.3969/j.issn.1002-7386.2017.24.005

項目來源：保定市科學技術研究與發展指導計劃(編號：16ZF040)

071000 河北省保定市，河北省放化療機制與規程研究重點實驗室 河北大學附屬醫院腫瘤內科(劉斌、臧愛民、宋子正、楊陽)，功能科(劉麗霞)，肝膽外科(張猛)；河北省保定市第一中心醫院腫瘤外科(馬濤)，婦科(郝艷峰)

劉麗霞，071000 河北省保定市，河北大學附屬醫院腫瘤內科；E-mail：759053690@qq.com

R 735.3

A

1002-7386(2017)24-3701-04

2017-07-05)