氧化應激標志物與前列腺增生和前列腺癌的相關性

王琳琳， 許麗麗， 范 君， 錢 余

（1. 上海市楊浦區控江醫院檢驗科，上海 200093；2. 上海市楊浦區控江醫院泌尿科，上海 200093）

前列腺增生和前列腺癌是老年男性泌尿系統常見的疾病[1]。隨著我國人口老齡化的逐年加重，前列腺增生和前列腺癌的發病率和患病率逐年升高。前列腺增生和前列腺癌的發病機制極其復雜，激素、肥胖、飲食和代謝等均是其發病的高危因素[2-3]，但具體機制仍未被闡明。有較多研究發現氧化應激參與了腫瘤的發生、發展過程，在腫瘤的進展、轉移中發揮了至關重要的作用[4-6]。班晨等[5]的研究結果顯示，口腔鱗狀細胞癌患者超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平顯著下降，且SOD低表達患者的死亡率更高（P＜0.05）。孫昕等[6]的研究結果顯示，肺癌患者SOD活性顯著降低（P＜0.05），丙二醛（malondialdehyde，MDA）則顯著升高（P＜0.05）。氧化應激在前列腺增生和前列腺癌中的作用受到了越來越多的關注，氧化應激紊亂可能通過多種途徑參與前列腺增生和前列腺癌的發生和進展[7-8]。因此，本研究擬通過評估氧化應激標志物[谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPX）、SOD、總抗氧化狀態（total antioxidant status，TAS）、MDA、谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase，GR）]與前列腺增生和前列腺癌的相關性，為前列腺增生和前列腺癌患者提供可能的治療靶點和臨床干預方案。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選取2020年1月—2022年1月上海市楊浦區控江醫院前列腺增生患者222例（前列腺增生組），年齡50～85歲。納入標準：（1）經前列腺手術或穿刺活檢術后病理檢查證實為前列腺增生；（2）年齡≥18歲。選取同期上海市楊浦區控江醫院前列腺癌患者136例（前列腺癌組），年齡51～86歲。納入標準：（1）經前列腺手術或穿刺活檢術后病理檢查證實為前列腺癌；（2）年齡≥18歲；（3）首診患者。前列腺增生組和前列腺癌組的排除標準：（1）非增生性前列腺肥大患者；（2）正在接受放化療的患者；（3）前列腺炎癥患者；（4）前列腺癌出現轉移的患者；（5）全身系統性疾病或嚴重感染患者；（6）臨床資料和病理資料不完整者；（7）器官衰竭患者；（8）合并其他惡性腫瘤患者；（9）服用抗氧化制劑者。采用Gleason評分系統對前列腺癌組織進行分級，癌組織分化程度分值為1～5分，按其主要和次要分化程度分別評分[9]。根據Gleason評分將前列腺癌患者分為6～7分組、8分組、9～10分組。另選取同期上海市楊浦區控江醫院男性健康體檢者194名作為正常對照組，年齡49～83歲。納入標準：（1）經影像學檢查未發現前列腺異常；（2）無前列腺增生或前列腺癌的臨床癥狀；（3）年齡≥18歲；（4）簽署知情同意書。排除標準：（1）惡性腫瘤患者；（2）服用可能影響氧化應激標志物檢測結果的藥物；（3）患心、肝、腎等重要臟器疾病；（4）臨床資料和病理資料不完整。本研究經上海市楊浦區控江醫院倫理委員會批準，研究對象均簽署知情同意書。

1.2 方法

對所有對象進行詳細的體格檢查和臨床檢查，收集相關臨床資料，包括年齡、身高、體質量、糖尿病史、高血壓史、吸煙史和飲酒史等。計算體質量指數。

采用促凝管采集所有患者手術或穿刺病理活檢前、健康體檢者體檢當日的清晨空腹靜脈血4 mL，2 014×g離心10 min，分離血清，分裝0.5 mL，-80 ℃凍存，統一檢測MDA。剩余血清在分離后的3 h內分別采用谷胱甘肽底物法、酶法、比色法和鄰苯三酚底物法檢測GR、GPX、SOD、TAS。GR和GPX試劑購自臨沂中拓生物有限公司，SOD和TAS試劑購自北京九強公司，檢測儀器為cobas c 702全自動生化分析儀（瑞士羅氏公司）。采用酶聯免疫吸附試驗檢測MDA，試劑盒購自江蘇碧云天公司，檢測儀器為Multiskan SkyHigh全波長酶標儀（美國ThermoFisher Scientific公司）。

1.3 統計學方法

采用SPSS 22.0軟件進行統計分析。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗對數據進行正態性分析。呈正態分布的計量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。采用單因素二元Logistic回歸分析評估氧化應激標志物與前列腺增生和前列腺癌的關系。將氧化應激標志物作為連續性變量進行分析。在單因素分析基礎上，以是否發生前列腺增生或前列腺癌為自變量，以氧化應激標志物為因變量，校正年齡、體質量指數、吸煙史（有=1，無=0）、飲酒史（有=1，無=0）、高血壓史（有=1，無=0）和糖尿病史（有=1，無=0），進行多因素二元Logistic回歸分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 前列腺增生組、前列腺癌組和正常對照組一般資料比較

前列腺增生組、前列腺癌組、正常對照組之間年齡、體質量指數、糖尿病史、高血壓史、吸煙史和飲酒史差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 前列腺增生組、前列腺癌組和正常對照組一般資料比較

2.2 正常對照組、前列腺增生組、前列腺癌組氧化應激標志物水平比較

正常對照組、前列腺增生組、前列腺癌組SOD和TAS水平依次降低（P＜0.001），MDA水平依次升高（P＜0.001）。GPX和GR水平3組之間差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 前列腺癌組、前列腺增生組、正常對照組氧化應激標志物水平比較

2.3 不同Gleason評分各組氧化應激標志物水平比較

Gleason評分6～7分組、8分組、9～10分組SOD和TAS水平依次降低（P＜0.001）。GPX、GR和MDA水平3組之間差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表3。

表3 不同Gleason評分各組氧化應激標志物水平比較

2.4 以正常對照組為參考時前列腺增生發生的危險因素分析

以正常對照組作為參考，單因素二元Logistic回歸分析結果顯示，SOD、TAS水平降低和MDA水平升高是前列腺增生發生的危險因素（P＜0.05）。以是否發生前列腺增生為自變量，以SOD、TAS和MDA為因變量，多因素二元Logistic回歸分析結果顯示，校正年齡、體質量指數、吸煙史、飲酒史、高血壓史和糖尿病史后，SOD降低、TAS降低、MDA升高均是前列腺增生發生的獨立危險因素[比值比（odds ratio，OR）值分別為1.014、8.117、1.020，95%可信區間（confidence interval，CI）分別為1.005～1.024、1.956～23.693、1.007～1.052]。見表4。

表4 以正常對照組為參考時前列腺增生危險因素的Logistic回歸分析

2.5 以正常對照組為參考時前列腺癌發生的危險因素分析

以正常對照組作為參考，單因素二元Logistic回歸分析結果顯示，SOD、TAS水平降低和MDA水平升高是前列腺癌發生的危險因素（P＜0.001）。以是否發生前列腺癌為自變量，分別以SOD、TAS和MDA為因變量，多因素二元Logistic回歸分析結果顯示，校正年齡、體質量指數、吸煙史、飲酒史、高血壓史和糖尿病后，SOD降低、TAS降低、MDA升高均是前列腺癌發生的獨立危險因素（OR值分別為1.054、22.894、1.256，95%CI分別為1.034～1.075、9.196～60.560、1.025～1.664）。見表5。

表5 以正常對照組為參考時前列腺癌危險因素的Logistic回歸分析

2.6 以前列腺增生組為參考時前列腺癌發生的危險因素分析

以前列腺增生組作為參考，單因素二元Logistic回歸分析結果顯示，SOD降低、TAS降低、MDA升高是前列腺癌發生的危險因素（P＜0.001）。以是否發生前列腺癌為自變量，分別以SOD、TAS和MDA為因變量，多因素二元Logistic回歸分析結果顯示，校正年齡、體質量指數、吸煙史、飲酒史、高血壓史和糖尿病史后，SOD降低、TAS降低、MDA升高均是前列腺癌發生的獨立危險因素（OR值分別為1.040、15.577、1.012，95%CI分別為1.028～1.052、3.401～71.354、1.002～1.023）。見表6。

表6 以前列腺增生組為參考時前列腺癌危險因素的Logistic回歸分析

3 討論

前列腺癌和前列腺增生的發病機制目前尚不完全清楚。有研究發現，腫瘤患者處于高氧化還原狀態，體內通常含有較高水平的促氧化應激物質（活性氧、氮自由基）和較低水平的抗氧化物質[10]。本研究通過病例對照研究探討了氧化應激標志物水平變化與前列腺增生和前列腺癌的關系，分析氧化應激紊亂在前列腺增生和前列腺癌中的作用，結果顯示，前列腺增生和前列腺癌患者體內抗氧化標志物（TAS、SOD）水平顯著降低，且前列腺癌患者降低更明顯；氧化應激損傷標志物（MDA）水平顯著升高，且前列腺癌患者升高更明顯；多因素二元Logistic回歸分析結果顯示，SOD、TAS水平降低和MDA水平升高是前列腺增生和前列腺癌發生的獨立危險因素（P＜0.05）。

SOD是一種抗氧化物質，可以催化超氧化物自由基轉化為過氧化氫，從而消除氧自由基，發揮抗氧化能力，其活性可反映機體抗氧化能力[11]。王鐘華等[12]的研究結果顯示，舌鱗狀細胞癌患者SOD陽性率高于對照組（P＜0.05），SOD陽性患者的組織分化程度、瘤體直徑、淋巴結轉移、TNM分期、浸潤深度均高于陰性患者（P＜0.05），提示SOD可促進舌鱗狀細胞癌的進展。曹修娥等[13]的研究結果顯示，卵巢癌患者血清SOD水平顯著低于卵巢良性疾病組和健康對照組（P＜0.05）；卵巢癌Ⅲ期、Ⅳ期患者血清SOD水平顯著低于Ⅰ期患者（P值分別為0.001、0.002），且分期越高，SOD水平越低。本研究結果顯示，正常對照者、前列腺增生患者、前列腺癌患者SOD水平依次降低（P＜0.05），且SOD水平隨Gleason評分的升高而逐漸降低（P＜0.001）。因此，SOD水平的在一定程度上反映了前列腺增生到前列腺癌的進展情況。

目前，關于TAS、MDA與腫瘤相關性的研究較少。TAS可反映機體總的抗氧化能力，有助于抵御感染等引起的氧化應激反應和炎癥反應。MDA是膜脂過氧化指標，其水平可反映機體氧自由基水平和氧化應激損傷程度。本研究未發現前列腺癌患者GPX、GR水平與前列腺增生患者、正常對照者有差異（P＞0.05），且不同Gleason評分的前列腺癌患者之間GPX和GR水平差異亦無統計學意義（P＞0.05），提示GPX和GR可能與前列腺癌的發生、發展無關。人體內氧化應激系統的穩態主要依靠非酶促和酶促抗氧化系統來維持。GPX和GR是重要的抗氧化酶，同屬于酶促抗氧化系統。MDA是氧化應激損傷標志物，屬于氧化應激系統的產物，與GPX和GR相比屬于不同的分類。TAS可反映非酶促和酶促抗氧化系統整體的抗氧化能力，其中包括了GPX和GR。因此，可能會出現前列腺癌患者外周血GPX和GR水平無顯著變化，而TAS和MDA水平出現顯著變化的情況。SOD、GPX和GR均為抗氧化酶，前列腺癌患者GPX和GR無顯著變化，但SOD顯著降低的原因可能為：（1）SOD相關通路是前列腺癌氧化應激的靶點，而GPX和GR相關通路未參與前列腺癌的發生、發展；（2）SOD可能在前列腺癌的發生、發展中發揮主要作用，而GPX和GR可能發揮次要作用，所以會出現先大量消耗SOD的情況，但具體原因仍有待進一步闡明。

氧化應激紊亂可能通過多種途徑促進前列腺癌的發生、發展。氧化應激紊亂導致腫瘤細胞內較高的活性氧水平，有利于進行增殖、自我更新和轉移，通過上皮-間質轉化促進腫瘤的發生發展[14]。抗氧化能力降低可增強腫瘤細胞的耐藥性，同時減弱藥物誘導的DNA損傷，從而提高腫瘤細胞的存活率[15]。番茄紅素是一種重要的具有抗氧化特性的類胡蘿卜素[16]，有研究結果顯示，對前列腺癌患者行睪丸切除術+口服番茄紅素療法，通過發揮番茄紅素的抗氧化能力，可有效縮小前列腺腫瘤的體積，提高患者生存率[17]。核因子E2相關因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf-2）是調節抗氧化反應元件的重要轉錄因子，激活Nrf-2不僅能調節氧化應激水平，而且還可以通過誘導p120-核因子E2相關因子1的核積累來降低雄激素受體的反式激活，同時抑制雙氫睪酮誘導的雄激素受體活性，從而改善前列腺癌患者的預后[18]。

綜上所述，前列腺增生和前列腺癌患者SOD、TAS和MDA水平發生顯著變化，提示患者體內氧化應激紊亂。SOD、TAS降低和MDA升高是前列腺增生和前列腺癌發生的危險因素。氧化應激紊亂在前列腺增生和前列腺癌的發生、發展中有重要作用。