TPI1在肺腺癌中的表達及預后分析

郝 瑋,盧元麗,張軼華,李秀榮,李 莉,趙麗波

(首都醫科大學大興醫院 腫瘤科,北京102600)

肺癌5年生存率只有約20%-30% ，盡管肺癌治療取得了不錯的進展，但肺腺癌的生存率仍不理想[1-3]。正常細胞在缺氧狀態時，葡萄糖先生成丙酮酸，再轉為乳酸。細胞不缺氧時，丙酮酸進入三羧酸(TCA)循環代謝[4]。然而腫瘤細胞即使在氧含量正常的腫瘤微環境中，也傾向于把糖酵解當做能量的主要代謝來源，這種現象稱為Warburg效應[5]。抑制腫瘤糖酵解途徑往往能夠有效抑制腫瘤細胞的增殖[6]。磷酸丙糖異構酶(TPI1)是可催化丙糖磷酸異構體在二羥丙酮磷酸和D型甘油醛-3-磷酸之間轉換的一種生物酶，在糖酵解中發揮重要作用[7]。本研究擬探究TPI1在肺腺癌中的表達、揭示TPI1與肺腺癌臨床病理特征的關聯及其預后價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取首都醫科大學大興醫院2011年9月-2015年12月診治的肺腺癌患者54例。納入患者術前均未接受治療。經醫院醫學倫理委員會批準，所有患者均知曉該研究意義、目的，自愿參與。癌旁正常組織標準為：組織距離腫瘤邊緣大于2 cm，且病理證實為正常。所有病理切片均經2位病理醫師結合WHO提出的肺癌分類標準分別確診病理類型為肺腺癌。

1.2 臨床病理資料和隨訪收集患者臨床病理資料，包括性別、年齡，評估患者TNM分期，手術后是否接受放療、化療，隨訪患者術后預后生存狀況。

1.3 方法兔抗人TPI1多克隆抗體購自Abcam 公司(ab96696)；EnvisionTM 試劑盒、DAB顯色試劑盒購自DAKO 公司；石蠟切片機購自Leica 公司。行免疫組織化學染色(EnVision法)，具體步驟參考上述試劑盒說明書。

1.4 免疫組化陽性結果判定標準肺腺癌和癌旁正常肺組織TPI1染色陽性表現為鏡下腫瘤細胞質棕色染色。光鏡下隨機3個視野拍照。根據染色強度進行評分：陰性=0，弱陽性=1，中等陽性=2，強陽性=3。陽性染色細胞數分級為：<10%(陰性=0)，10%-<30%(弱陽性=1)，30%-<50%(中等陽性=2)，≥50%(強陽性=3)。計算每個視野的得分之和，取其平均值作為TPI1的相對表達水平：≥3 時判定為相對高表達，<3 時判定為低表達。

1.5 統計學處理采用 SPSS 20.0 統計軟件。計數資料按照率表示，組間比較通過χ2檢驗。以 Cox比例風險回歸模型評估患者的臨床預后，繪制Kaplan-Meier 曲線，采用 log-rank檢驗比較TPI1高、低表達患者預后差異。P<0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1 TPI1在肺腺癌組織中的表達與臨床特征的關系肺腺癌的典型HE染色形態和TPI1典型免疫組化染色如圖1所示，TPI1在肺腺癌患者中陽性率為74.1%(40/54)，其中36例高表達，4例低表達；25.9%(14/54)患者TPI1表達陰性，同時在所有癌旁肺組織中均為陰性。臨床病理分析顯示，肺腺癌組織中TPI1的表達與患者的性別、T 分期無關(均P>0.05)。但與年齡(P=0.026)、N分期和腫瘤分期均相關 (均P<0.001)。在TPI1 相對高表達組(36例)中，淋巴結轉移陽性 28例、陰性 8 例，Ⅰ/Ⅱ期 9例、Ⅲ/Ⅳ期 27 例；而TPI1相對低表達組(18例)中，淋巴結轉移陽性2例、陰性 14 例，Ⅰ/Ⅱ期13 例、Ⅲ/Ⅳ期 5 例；兩組比較差異均有統計學意義(均P<0.001)，見表1。

圖1 (A)肺腺癌典型HE染色 可見到腺癌由新生柱狀細胞或立方細胞組成，排列形成腺樣結構且有纖維基質支持。細胞核大或不規則，往往包含顯著的核仁，可見黏蛋白存在于細胞質中。(B)TPI1高表達病例典型IHC染色 染色強度為強陽性，陽性染色細胞數≥50%。(C)TPI1低表達病例典型IHC染色 染色強度為弱陽性，陽性染色細胞數10%-30%。(D)TPI1免疫組化染色陰性肺腺癌

表1 TPI1在肺腺癌組織中的表達與臨床特征的關系[例(%)]

2.2 肺腺癌預后影響因素分析單因素分析結果顯示，TPI1表達是肺腺癌患者預后的影響因素(log-rank test,P=0.02)，如圖2所示。36 例TPI1相對高表達患者的平均1年生存率為88.9%，3年生存率為44.4%，5年生存率為33.3%；18例TPI1相對低表達患者的平均1年生存率為94.4%，3年生存率為77.8%，5 年生存率為72.2%。進一步多因素分析結果顯示，TPI1 表達(P=0.012)和N分期(P=0.008)是肺腺癌患者總生存預后的獨立影響因素，見表2。

圖2 肺腺癌組織中 TPI1高表達與低表達患者的生存曲線

表2 肺腺癌預后影響因素的多因素分析

3 討論

肺癌是全世界癌癥發病率和死亡率最高的疾病之一，肺腺癌屬于非小細胞肺癌。與鱗狀細胞肺癌不同的是，肺腺癌在女性和不抽煙者發生多。肺腺癌源于支氣管黏膜上皮，少數起源于大支氣管的黏液腺。其發病率比鱗癌和未分化癌低，發病年齡較小。多數腺癌由小支氣管起源，表現為周圍型肺癌，早期一般沒有明顯癥狀，往往在體檢胸部 X 線檢查時被發現。其腫瘤的典型影像學表現為圓形或橢圓形腫塊，一般生長較慢，不過有時早期即發生血行轉移，但是淋巴轉移則通常較晚發生。肺腺癌的5年生存率通常僅20%-30%[1,7]。因此，探索肺腺癌發生、發展的可能的分子機制，對提高治療水平，改善病人臨床預后至關重要。

TPI1由12號染色體短臂13區的單基因編碼，一般以二聚體形式穩定存在，在生物之間具有很高的保守性。TPI1是在細胞經典的糖酵解途徑中，由1,6-二磷酸果糖裂解生成的磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛，促進二者之間的相互轉化。并且將糖酵解途徑與磷酸戊糖途徑、糖酵解途徑和甘油磷脂類代謝、糖酵解途徑以及丙酮醛途徑相互關聯起來[8-9]。TPI1的其他生物學功能如TPI1能促進蝦白斑綜合征病毒的復制；遺傳性缺失TPI1導致包括心肌病、溶血性貧血(常染色體隱性遺傳病)、神經功能異常(精神分裂)等遺傳性疾病的發生，而且嚴重者可導致早期兒童死亡[10-11]，這與敲除TPI1，蛋白活性降低所導致的底物累積有關。

許多研究表明，TPI1在多種腫瘤中表達上調，包括胃癌[11]、前列腺癌[12]、結直腸癌[13]、乳腺癌[14]等。此外，TPI1表達增加與轉移表型有關。Linge等顯示葡萄膜黑色素瘤發生轉移的患者TPI1表達增加[15]。在另一項通過蛋白質組學分析研究膽囊癌轉移相關蛋白的研究中，發現TPI在高轉移細胞系中上調[16]。

本研究通過TPI1基因在肺腺癌內的蛋白表達特征、臨床病理聯系和患者臨床生存預后間的相關性研究發現，TPI1在肺腺癌組織中的表達水平高于癌旁肺組織(癌旁陰性)。TPI1高表達與年齡、N 分期和腫瘤分期相關，這提示TPI1在肺腺癌中發揮促癌的角色，可能主要是通過促進肺腺癌發生淋巴結轉移促進了腫瘤的發展。此外，通過基于log-rank test的生存分析和Cox多因素分析結果均表明 TPI1 高表達與更差的預后相關，提示 TPI1 是肺腺癌的獨立危險因子。