MMP9、TIMP1、CCL21在結直腸癌患者血清中的表達水平及與預后的關系

張觀朝，徐兵，陳智年

新鄉市中心醫院普外科，河南新鄉453000

近年來，結直腸癌（colorectal cancer，CRC）的發病率呈不斷上升趨勢，其病死率僅次于肺癌、肝癌、胃癌，已成為嚴重威脅全球人類健康的多基因參與的疾病之一[1]。該病起病隱匿，80%的患者確診時已進展至中晚期，術后復發率和轉移率較高，預后較差，因此尋找更敏感、高效的篩查和預后評估指標是目前研究的熱點[2]。有研究指出，基質金屬蛋白酶 9（matrix metalloprotein 9，MMP9）、基質金屬蛋白酶組織抑制因子1（tissue inhibitor of metalloproteinase 1，TIMP1）和趨化因子 21（chemokine 21，CCL21）在腫瘤的侵襲和轉移中發揮關鍵作用[3-4]。本研究旨在探討CRC患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21表達水平及與預后的關系，以期為該病的篩查和預后評估提供更多依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2012年6月至2014年6月于新鄉市中心醫院診治的CRC患者的臨床資料。納入標準：①符合美國國家綜合癌癥網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南[5]中 CRC的診斷標準；②經結腸鏡、活組織檢查確診為原發性CRC；③經術后病理證實為CRC；④臨床資料和病理資料完整；⑤接受手術治療。排除標準：①既往有CRC病史；②合并心臟病或心力衰竭；③合并肝、腎、肺等重要臟器疾病；④合并腸外腫瘤或其他惡性腫瘤；⑤接受過激素、抗腫瘤或放化療治療；⑥妊娠期或哺乳期婦女；⑦未接受手術治療或具有化療禁忌證。根據納入和排除標準，本研究共納入106例CRC患者。106例CRC患者中，結腸癌70例，直腸癌36例；男44例，女62例；年齡26～73歲，平均（57.02±6.35）歲；有淋巴結轉移46例，無淋巴結轉移60例；分化程度：高分化31例，中分化48例，低分化27例；Duke’s分期：A期28例，B期32例，C期26例，D期20例。

1.2 治療及檢測方法

所有患者均接受手術治療，術后給予改良奧沙利鉑+氟尿嘧啶+亞葉酸鈣（FOLFOX4）方案化療，采集患者術前、術后1周及6次化療后的外周靜脈血，離心取上清。采用酶聯免疫吸附法，檢測術前、術后1周及6次化療后患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平，嚴格按照試劑盒說明書操作。試劑盒購自武漢博士德生物工程有限公司，KHBST-360酶標儀購自上海科華生物工程股份有限公司。

1.3 觀察指標

記錄患者的Duke’s分期和分化程度。分析術前、術后1周及6次化療后患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平。所有患者均定期復查，術后定期隨訪，均隨訪3年，隨訪截止時間為2017年12月。

1.4 統計學方法

采用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗；采用Spearman法進行相關性分析，采用Cox比例風險回歸模型進行多因素分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 血清MMP 9、TIMP 1及CCL21水平的比較

術后1周及6次化療后CRC患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平均低于術前，差異均有統計學意義（P＜0.05）；術后1周和6次化療后CRC患者的血清MMP9、TIMP1及CCL21水平比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。（表1）

表1 106例CRC患者術前、術后 1周及 6次化療后血清MMP 9、TIMP 1及CCL21水平的比較（± s）

表1 106例CRC患者術前、術后 1周及 6次化療后血清MMP 9、TIMP 1及CCL21水平的比較（± s）

注：*與術前比較，P＜0.05

時間術前術后1周6次化療后5 1 4.1 3±1 1 0.9 5 3 6 3.8 9±8 7.6 3*3 4 7.6 1±7 9.2 4*4 0 5.8 2±9 9.3 4 2 9 3.5 6±8 7.8 5*2 8 4.2 8±8 4.7 6*7 3 7.2 6±1 0 6.1 3 6 9 8.4 5±8 8.2 4*6 8 3.3 7±8 5.4 9*M M P 9（n g/m l）T I M P 1（n g/m l）C C L 2 1（p g/m l）

2.2 術前血清MMP 9、TIMP 1、CCL21表達水平與Duke’ s分期和分化程度的相關性

Spearman相關分析結果顯示，Duke’s分期與CRC患者的術前血清MMP9、TIMP1、CCL21水平均呈明顯正相關（r=0.732、0.701、0.674，P＜0.01），分化程度與CRC患者的術前血清MMP9、TIMP1、CCL21水平均呈明顯負相關（r=-0.701、-0.728、-0.693，P＜0.01）。

2.3 CRC患者預后影響因素的Cox回歸分析

以術前MMP9、TIMP1和CCL21表達水平為因變量，以術后3年生存率為自變量進行Cox回歸分析，結果顯示，術前MMP9、TIMP1及CCL21表達水平均是CRC患者預后的獨立危險因素（P＜0.05）。（表2）

表2 106例CRC患者預后影響因素的Cox回歸分析

3 討論

目前，CRC的發病機制尚未明確，主要與遺傳、生活方式、基因異常表達有關，腫瘤復發和轉移是患者術后死亡的獨立危險因素，是其病死率居高不下的主要原因[6-7]。因此，尋找與CRC侵襲和轉移密切相關的蛋白尤為重要，可為治療方案的制定和預后評估提供更多參考依據[8]。作為腫瘤的主要生物學特征，侵襲和轉移是一個多步驟、復雜的連續過程，包括黏附、降解、移動3個步驟，涉及腫瘤細胞經細胞外基質屏障、基底膜、血管壁進入機體微環境的一系列過程[9]。既往研究表明，基質金屬蛋白酶、趨化因子、黏附分子與上述過程密切相關，MMP9、TIMP1及CCL21表達水平與腫瘤侵襲和轉移的關系是目前的研究熱點之一[10]。

MMP9是一種能夠降解細胞外基質的蛋白酶，而細胞外基質的降解是腫瘤細胞向外侵襲的基礎，腫瘤細胞脫落后侵入淋巴和血管，經生長、增殖而形成轉移灶，MMP9可降解基底膜及包繞腫瘤的基質，幫助其突破基質屏障，有助于腫瘤的侵襲和轉移[11]。同時，MMP9還可通過促進新生血管生成、毛細血管增生，促進腫瘤細胞的生長和擴散，在CRC的形成及侵襲和轉移中具有關鍵作用[12]。TIMP1是一種多功能的MMP抑制劑，既能抑制MMP對基質蛋白的水解，又可促進腫瘤細胞的生長和轉移[13]。TIMP1可與活化的間質溶解素、活化的間質膠質酶及MMP9形成1∶1的共價鍵復合物，具有抑制酶原活化和水解的作用，一旦二者的動態平衡被打破，即可促進腫瘤的侵襲和轉移，因此，MMP9、TIMP1與CRC患者術后復發和轉移密切相關[14]。本研究結果顯示，Duke’s分期與CRC患者的術前血清MMP9、TIMP1水平均呈明顯正相關（P＜0.01），分化程度與CRC患者的術前血清MMP9、TIMP1水平均呈明顯負相關（P＜0.01）。提示CRC患者血清MMP9、TIMP1表達水平與臨床分期及分化程度密切相關，與耿瑋等[15]的研究結果一致。

CCL21是一種主要表達于外周免疫器官或組織的趨化因子，與其特異性受體趨化因子受體7相互作用介導機體的免疫反應和炎性反應，促進MMP9的表達。CCL21不僅具有趨化、定向功能，還參與局部微環境的形成，為腫瘤細胞的生長、增殖和遷移提供重要基礎[16-17]。本研究結果顯示，Duke’s分期與CRC患者的術前血清CCL21水平呈明顯正相關（P＜0.01），分化程度與CRC患者的術前血清CCL21水平呈明顯負相關（P＜0.01）。說明CRC患者血清CCL21表達水平與臨床分期及分化程度密切相關。本研究以術后3年生存率為自變量進行Cox回歸分析，結果顯示，術前MMP9、TIMP1和CCL21表達水平均是CRC患者預后的獨立危險因素（P＜0.05），說明血清MMP9、TIMP1及CCL21表達水平與CRC患者預后關系密切，血清MMP9、TIMP1及CCL21表達水平較高的患者，預后較差。

綜上所述，MMP9、TIMP1及CCL21表達水平與CRC的惡性程度有關，可為CRC患者的預后判斷提供重要的參考依據。