缺氧誘導因子1α和血管內皮生長因子與結直腸癌患者臨床病理特征及預后關系的Meta分析▲

王立春 白鵬宇 龐 婧 高 晟

(山西省腫瘤醫院結直腸肛門外科，太原市 030000，電子郵箱：654181822@qq.com)

目前，臨床上針對中晚期結直腸癌尚無統一的治療策略，尤其是對已發生肝轉移患者的治療方案仍存在很多爭議。尋找影響結直腸癌發生發展過程的相關生物學因子，將有助于提高其治療效果及總體生存率[1-2]。有研究表明，缺氧誘導因子(hypoxia-inducible factor，HIF)-1α和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在多種腫瘤中過表達，兩者可通過調節血管的生成和轉移在腫瘤的發生發展中發揮重要作用[3-7]。但HIF-1α和VEGF表達在結直腸癌中的臨床意義仍未完全明確。本研究通過系統分析結直腸癌患者HIF-1α和VEGF表達與臨床病理特征及預后的關系，以期為優化結直腸癌治療方案、提高結直腸癌的治療效果提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索 計算機檢索PubMed、Embase、Cochrane Library、Medline、Google Scholar及SinoMed數據庫。檢索詞為“HIF-1α”“hypoxia inducible factor 1α”“VEGF”“vascular endothelial growth factor”“colorectal cancer”“prognosis”“survival”。檢索時限為建庫至2017年3月。

1.2 納入和排除標準 納入標準：(1)為病例對照研究或橫斷面調查，語種為英文；(2)研究對象均為術后經病理診斷為原發性結直腸癌的患者；(3)采用實時熒光聚合酶鏈式反應(real-time polymerase chain reaction，RT-PCR)或免疫組化(immunohistochemistry，IHC)法檢測組織中HIF-1α和VEGF的表達情況；(4)文獻描述HIF-1α和VEGF表達情況與患者臨床病理特征的關系時，有相應指標的比值比(odds ratio，OR)及其95%CI，或有關于HIF-1α和VEGF表達情況與患者臨床病理特征關系的精確數據，可用于計算OR值及其95%CI；(5)涉及生存分析的文獻中，預后指標包含無瘤生存期(disease-free survival，DFS)或總體生存期(overall survival，OS)及其95%CI，并能提供生存率的風險比(hazard ratio，HR)及其95%CI。排除標準：(1)研究對象為細胞或實驗動物的文獻；(2)研究未提供原始數據，或提供的數據無法轉化為Logistic回歸的回歸系數和標準誤；(3)重復的文獻、綜述以及病例報告等。

1.3 數據提取與文獻質量評價 由兩名研究者獨立完成文獻的篩選及數據的提取，并對所有納入文獻的研究結果進行交叉核對。文獻篩選與數據提取過程中若出現爭議，則需參照第3名研究者意見。主要提取內容包括第一作者姓名、文獻發表時間、地區、樣本量、檢測方法、文獻包含的臨床病理因素、各生存率的HR及95%CI等。采用Newcastle-Ottawa量表對文獻的質量進行評價，該標準由3個方面組成：(1)病例組和對照組的選擇方法；(2)病例組與對照組的可比性；(3)暴露因素的評估方法。最高分為9分，得分越高，說明文獻的質量越好。評分≥6分為文獻質量可靠。

1.4 統計學分析 應用RevMan 5.3統計軟件進行Meta分析。采用OR值及其95%CI作為效應指標進行描述。采用I2檢驗對文獻間的異質性進行分析，若I2≥50%或P≤0.05，提示研究間異質性具有統計學意義，選用隨機效應模型進行分析，否則選用固定效應模型進行分析。Meta分析以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 文獻檢索結果 通過計算機檢索，共得到55篇符合標準的文獻，剔除32篇研究方法、數據不完善的文獻，最終納入23篇文獻[8-30]。23篇文獻的質量評分均≥7分，質量較高。納入文獻的基本特征及質量評分見表1。

表1 入選文獻的特征及質量評分

續表1

注：臨床病理特征：① 腫瘤TNM分期，② 腫瘤大小，③ 性別，④ 年齡，⑤ 腫瘤分化程度，⑥ 淋巴結轉移，⑦ 遠處轉移，⑧ 脈管浸潤，⑨ 術前癌胚抗原水平，⑩ 診斷結果(結腸癌或直腸癌)。

2.2 Meta分析結果

2.2.1 結直腸癌患者癌組織中HIF-1α和VEGF表達的關系：共7篇文獻[14,21-22,24-26,29]分析結直腸癌患者癌組織中HIF-1α和VEGF表達的關系。各研究間異質性差異有統計學意義(I2=81%，P<0.001)，采用隨機效應模型進行Meta分析。結果顯示，VEGF陽性的結直腸癌患者HIF-1α陽性率高于VEGF陰性者(OR=4.73，95%CI：2.21～10.12；P<0.001)。見圖1。

圖1 結直腸癌患者癌組織中HIF-1α和VEGF表達關系的Meta分析

注：文獻[29]總病例數為64例，均為結直腸癌伴肝轉移患者，該文獻同時研究了原發灶與轉移灶中兩個基因的表達情況，故將兩者數據合并，因此圖中總例數為128例。

2.2.2 HIF-1α及VEGF的表達與臨床病理因素的關系：共19篇文獻[8-9,11-17,19-22,24-29]分別對HIF-1α的表達與臨床病理因素的關系進行分析。Meta分析結果顯示，HIF-1α的表達與腫瘤TNM分期有關(P<0.05)，而與腫瘤大小、腫瘤分化程度、淋巴結轉移、腫瘤診斷結果(結腸癌或直腸癌)、脈管浸潤、遠處轉移及患者性別、年齡無關(均P>0.05)，見表2、圖2～3。共10篇文獻[21-30]對VEGF的表達與臨床病理因素的關系進行分析。Meta分析結果顯示，VEGF的表達與術前血清癌胚抗原水平及淋巴結轉移、遠處轉移有關(均P<0.05)，而與腫瘤大小、腫瘤分化程度、淋巴結轉移、腫瘤診斷結果(結腸癌或直腸癌)、脈管浸潤、腫瘤TNM分期及患者性別、年齡無關(均P>0.05)，見表3、圖4。

表2 HIF-1α的表達與結直腸癌患者臨床病理因素關系的Meta分析結果

表3 VEGF表達與結直腸癌患者臨床病理因素關系的Meta分析結果

圖2 HIF-1α表達與結直腸癌患者腫瘤大小、性別、年齡關系的Meta分析

圖3 HIF-1α表達與結直腸癌患者其他臨床病理因素關系的Meta分析

圖4 VEGF表達與結直腸癌患者臨床病理因素關系的Meta分析

2.2.3 HIF-1α表達情況與結直腸癌患者DFS、OS的關系：共5篇文獻[9-11,22,28]分析了HIF-1α表達狀態與DFS的關系。各研究間異質性差異無統計學意義(I2=39%，P=0.16)，采用固定效應模型進行Meta分析。結果顯示，HIF-1α陽性者的DFS短于HIF-1α陰性者(HR=2.25，95%CI：1.54～3.30，P<0.001)。共8篇文獻[15,17-18,22-23,28-30]分析了HIF-1α表達狀態與OS的關系。各研究間異質性差異無統計學意義(I2=0%，P=0.56)，采用固定效應模型進行Meta分析。結果顯示，HIF-1α陽性者的OS短于HIF-1α陰性者(HR=2.41，95%CI：1.78～3.25，P<0.001)。見圖5。

圖5 HIF-1α表達與結直腸癌患者DFS、OS關系的Meta分析

3 討 論

20%～50%結直腸癌患者死亡原因與肝轉移有關，而30%～50%的Ⅱ～Ⅲ期結直腸癌患者即使接受了徹底的外科治療仍然會復發或遠處轉移[31]。目前，針對中晚期結直腸癌尚無統一的治療策略，尤其對已發生肝轉移患者的治療方案仍然存在很多爭議[32-33]。

VEGF是一個極其重要的信號因子，其可與酪氨酸激酶受體相結合，誘導該受體形成二聚體，并通過細胞表面的磷酸化作用被激活，最終參與血管生成和細胞應答等生理過程[30]。HIF-1是VEGF基因轉錄過程中的一種轉錄復合物。已有研究證實HIF-1與缺氧反應直接相關，并且是該過程中的關鍵蛋白[31]。HIF-1由α亞基(HIF-1α)和β亞基(HIF-1β)組成。HIF-1α和VEGF在多種腫瘤的發生和發展中具有重要意義，兩者參與腫瘤的發生、侵襲、血管生成和轉移等過程[34-35]。本研究結果顯示，HIF-1α陽性結直腸癌患者DFS、OS短于陰性者(均P<0.05)，提示HIF-1α表達陽性者預后較陰性者差。

異常的細胞增殖、凋亡以及血管生成均與腫瘤的發生和轉移密切相關，而VEGF與HIF-1α可通過調節血管的生成和轉移參與結直癌的發生、發展；此外缺氧引起基因轉錄和蛋白表達的一系列變化使得放療和化療對腫瘤細胞的治療效果較差，同時這一系列的變化又促進了腫瘤的侵襲和轉移，形成惡性循環[34-35]。近期有研究顯示，HIF-1α在細胞中的表達水平與其致腫瘤性和致血管生成間存在相關性[36]。但是，本研究結果僅提示結直腸癌患者HIF-1α的表達與TNM分期密切相關(P<0.05)，而與腫瘤分化程度、淋巴結轉移、遠處轉移及診斷、腫瘤大小、性別、年齡或脈管浸潤無關(均P<0.05)，提示HIF-1α所參與的缺氧反應在結直腸癌的發展過程中對于腫瘤浸潤深度的影響遠大于對腫瘤細胞分化程度、淋巴結轉移及遠處轉移的影響。腫瘤中心的低氧刺激作為誘導血管生成的關鍵信號，可導致細胞凋亡和壞死，并進一步阻礙腫瘤的發展。因此，在沒有血管生成的情況下，任何腫瘤直徑均不可能超過2 mm3，而此過程中受缺氧調節的關鍵血管生成因子之一是VEGF[37]。本研究結果顯示，結直腸癌中VEGF的表達與TNM分期、脈管浸潤、年齡、性別或診斷無相關性(P>0.05)，而與術前癌胚抗原水平、淋巴結轉移及遠處轉移有關(P<0.05)，提示VEGF參與的血管生成過程對腫瘤的淋巴結轉移及遠處轉移過程影響較大。此外，本研究結果還顯示，VEGF陽性的患者HIF-1α陽性率高于VEGF陽性者(P<0.05)，提示結直腸癌患者癌組織的HIF-1α和VEGF的表達存在一定的關系。雖然HIF-1是VEGF基因轉錄過程中的一種轉錄復合物，但與HIF-1α及VEGF表達有關的臨床病理特征卻并非完全相同，這可能是因為在結直腸癌發展過程中兩者具有相應獨立的作用，分別影響腫瘤的浸潤深度、淋巴結轉移及遠處轉移，具體作用網絡還有待進一步研究證實。

本研究存在一定的局限性：總體納入的文獻和患者數量相對較少；納入文獻中僅有2篇文獻描述了VEGF與OS的相關性，故未分析VEGF對結直腸癌患者預后的影響；目前關于HIF-1α/VEGF表達狀態的截斷值仍然沒有準確的定義；同時抗體濃度的多樣性也應作為潛在偏倚的來源。

綜上所述，結直腸癌患者HIF-1α的表達可能與VEGF的表達水平有關，但與兩者表達相關的臨床病理特征不同。HIF-1α的表達陽性的結直腸癌患者的預后更差。