血清骨形態發生蛋白水平與非小細胞肺癌預后的關系

劉啟為 吳 瓊 王志武

1.河北省唐山市人民醫院核醫學檢驗科，河北唐山 063000；2.河北省唐山市人民醫院放化療一科，河北唐山 063000；

骨形態發生蛋白（bone morphogenic proteins，BMPs）是轉化生長因子（TGF）-b 超家族的成員，是一種多功能細胞因子。BMPs 最初被描述為促進骨和軟骨形成的骨誘導細胞因子[1-2]。隨后，BMPs 被證明在許多不同細胞類型的生長過程中發揮重要作用，如遷移、增殖、凋亡和分化[3-4]。BMPs 通過與兩個不同的跨膜絲氨酸蘇氨酸激酶受體Ⅰ型和Ⅱ型結合，形成異四聚體復合物，介導其生物學效應。與BMP 結合后，受體復合物通過Smad 1/5/8 磷酸化介導細胞內信號轉導。磷酸化的Smads 與Smad4 相關，并轉移到細胞核以激活下游靶點的轉錄[5-6]。

BMPs 除了生理作用外，BMPs 在促進腫瘤發生和轉移方面也有潛在的作用。在不同的腫瘤病理類型中，起作用的BMP 家族蛋白可能會有所不同。例如，BMP-2 和BMP-7 增加了前列腺癌細胞的遷移和侵襲性[7]。BMP-4 和BMP-7 則可刺激結腸癌細胞的侵襲[8]，而BMP-2 和BMP-4 抑制髓母細胞瘤細胞的增殖[9]。根據BMPs 的特殊亞型，有些表現出致癌的特性，而另一些則表現出抑癌活性。在肺癌方面有研究報告顯示，BMP-2 在人非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中高表達，它增加了A549 和H7249人NSCLC 細胞系的細胞遷移和侵襲性[10]。此外，最近的一項研究證實了血清BMP-2 水平與胃癌的發生發展及BMP-2 的來源之間的關系[11]。這項研究表明，血清BMP-2 水平可能成為一種腫瘤標志物。為了確定血清BMP-2 水平在NSCLC 中的作用，本研究檢測了NSCLC 患者的血清BMP-2 水平，并分析了其與病情發展和生存的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017 年1 月—12 月河北省唐山市人民醫院（以下簡稱“我院”）收治的57 例NSCLC 患者納入本研究，納入標準：①年齡>18 歲，性別不限；②組織學或者細胞學診斷的鱗狀或非鱗狀NSCLC 患者（2015 WHO 肺癌病理分類[12]）；③臨床分期為Ⅲ期或Ⅳ期（第八版AJCC 分期[13]）。排除標準：①既往有惡性腫瘤史，或接受過任何抗腫瘤治療者；②妊娠期和哺乳期婦女。本研究經過我院醫學倫理委員會批準，患者或家屬知情并自愿簽署知情同意書。

1.2 觀察指標及檢測方法

檢測患者血清BMP-2 水平并記錄臨床和病理特征，包括年齡、性別、分期、組織學類型、腫瘤分化程度和轉移部位數目等。所有患者均于首次入院后，采取治療前抽取5 mL 靜脈血-80℃冰箱儲存，采用酶聯免疫吸附測定（ELISA）法檢測BMP-2 水平，BMP-2 ELISA試劑盒由美國R&D 公司生產（批號：20160822），嚴格按試劑盒說明書操作。

1.3 統計學方法

采用SPSS 17.0 統計學軟件對所得數據進行分析，計量資料不符合正態分布，采用中位數（四分位數）[M（P25，P75）]表示，組間比較采用秩和檢驗，計數資料采用例數或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗。采用單因素生存分析（Kaplan-Meier 法，log-rank 檢驗）評價不同預后因素對患者生存期的影響。單因素分析中對生存期影響顯著的因素納入多因素Cox 回歸分析模型進行分析。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 NSCLC 患者血清BMP-2 水平與臨床病理特征的關系

不同病理分期、轉移部位數患者血清BMP-2 水平比較，差異有統計學意義（P ＜0.05）。不同年齡、性別、組織學類型及腫瘤細胞分化程度患者血清BMP-2水平比較，差異無統計學意義（P ＞0.05）。見表1。

2.2 NSCLC 患者血清BMP-2 水平與預后的關系

57 例NSCLC 患者中位隨訪時間為10（3.3，17.5）個月。所有患者的中位生存期為9.8 個月（95%CI：7.3～11.5）。中位血清BMP-2 水平為75（26.28，107.14）pg/mL，以BMP-2 血清水平中位數為截斷值將納入患者分為高BMP-2 水平組和低BMP-2 水平組。高BMP-2 水平組中位生存期6.8 個月 （95%CI：4.5～9.3） 短于低BMP-2 水平組12.1 個月（95%CI：9.4～14.8），差異有高度統計學意義（χ2=9.15，P < 0.001）。見圖1。

2.3 NSCLC 患者預后的影響因素

單因素生存分析發現，病理分期Ⅳ期、轉移部位數（≥3 處）和BMP-2 水平（≥75 pg/mL）是預后不良影響因素。對單因素分析差異有統計學意義的變量進行Cox 回歸模型多因素分析，結果顯示血清BMP-2水平（≥75 pg/mL） 和轉移部位數（≥3 處） 是影響NSCLC 患者預后的獨立不良因素。見表2。

表1 NSCLC 患者血清BMP-2 水平與臨床病例特征的關系[M（P25，P75）]

圖1 不同基礎BMP-2 水平的NSCLC患者的生存曲線

3 討論

BMPs 最初是作為一種骨誘導細胞因子而被熟知的，因為其在體內具有調節骨和軟骨形成的作用。但最近BMPs 被證明在各種人類癌細胞中都有表達，包括前列腺、乳腺、肺、胃、卵巢和胰腺癌等多種細胞株[14-16]。在多種腫瘤系統上進行的實驗表明，BMP 信號通路在腫瘤組織中是一個活躍信號通路，其相關蛋白是癌癥發展、侵襲和轉移的重要標志。

在肺癌方面，胡小平等[17]通過體外實驗證實BMP-2 可通過BMP/Smad/ID3 通路刺激A549 細胞的增殖，并且抑制其凋亡。王福琴[18]則發現BMP-2 作用于p38 MAPK 信號通路，從而促進肺癌細胞進行上皮-間質轉化，最終是肺癌細胞的侵襲性增強，同時抑制其凋亡。這些關于BMP-2 在NSCLC 中作用的基礎研究的結果為本研究的結論提供了理論支持。正是基于以上結果本研究提出了BMP-2 是NSCLC 的預后指標的假說。然而，以往的研究大多直接通過免疫組化染色檢測腫瘤組織的BMPs 水平，而不是檢測血清BMPs 水平。考慮到BMPs 通過自分泌或旁分泌途徑發揮作用，因此通過血清來檢測其水平可能是一種便捷的方式。之前有一項研究檢測了胃癌患者血清中BMP-2 的水平，同時也通過免疫組織化學檢測了組織BMP-2 表達情況，最終發現二者的表達水平具有正相關性[11]。晚期腫瘤患者的血清BMP-2 水平往往更高，這可能是由于隨著癌癥進展到晚期，其癌細胞的遷移性和侵襲性更強[19]。本研究也發現分期越晚，轉移灶越多，其血清BMPs 水平則越高，這與前述在其他腫瘤上得到的結果是一致的。

表2 臨床因素對NSCLC 患者預后的影響因素

在預后方面，本研究采用單因素和多因素生存分析發現血清BMP-2 水平（≥75 pg/mL）和轉移部位數（≥3 處）是影響NSCLC 患者預后的獨立不良因素，而組織學類型、腫瘤細胞分化程度等與患者預后無顯著相關性。在之前的一項類似研究中，作者同樣發現當NSCLC 患者出現血行轉移時，其血清BMP-2 水平明顯升高，可用于肺癌的診斷和療效檢測，同時也是患者預后的獨立預測因素[20]。這與本研究的結果基本一致。

本研究存在一定的局限性。首先，研究樣本數量相對較少，不能根據不同分期情況對患者進行進一步的分層分析；其次，由于沒有進行腫瘤組織的免疫組織化學染色，所以患者血清BMP-2 升高的來源尚不清楚；最后，本研究在治療后沒有動態隨訪血清BMP-2水平，因此血清BMP-2 是否可以作為腫瘤標志物來動態檢測腫瘤進展情況的作用尚無法明確。

總之，本研究結果表明，血清BMP-2 水平增高是NSCLC 的獨立不良預后因素，該結果尚需多中心大樣本的前瞻性研究來證實。