胃炎及胃癌患者血清HIF-1α和ROS表達水平與Hp感染的關系及臨床意義*

李文茜,王學紅,朱思雨,劉 曙

1.青海大學研究生院,青海西寧 810016;2.青海大學附屬醫院消化內科,青海西寧 810000

胃癌是一種起源于胃黏膜上皮細胞的惡性腫瘤,其惡性程度高,異質性強,患者預后較差[1],發病率和病死率在惡性腫瘤中均位于前列[2]。由于腫瘤的快速和不受控制的增殖限制了氧氣的供應,血液供應不足或缺氧是幾乎所有實體瘤的典型微環境特征[3]。有研究證明了缺氧在癌癥治療中的意義[4]。缺氧改變了腫瘤內的氧含量梯度,使腫瘤的可塑性和異質性增強,并使其更具侵襲性和轉移性[5],在缺氧過程中,缺氧誘導因子-1α(HIF-1α)表達增加是一個關鍵的步驟,HIF-1α在因缺氧而觸發的細胞機制中發揮著核心作用,是目前發現的唯一在缺氧狀態下可以發揮活性的核轉錄因子,是專一調節氧穩態的關鍵性介質[6]。幽門螺桿菌(Hp)是一種革蘭陰性微需氧細菌,其感染會引起一系列胃黏膜改變,從淺表性胃炎開始,可發展為慢性胃炎、萎縮性胃炎、腸上皮化生、不典型增生,最后發展為胃癌[7],Hp也被世界衛生組織列為胃癌的最高警示級別的Ⅰ類致癌物。

機體內由氧組成、含氧并且性質活潑的物質被統稱為活性氧(ROS),而缺氧伴隨著ROS的產生增加[8]。有研究表明,Hp感染可促進胃上皮細胞內ROS產生,通過Hp本身或還原性輔酶Ⅱ(NADPH)產生過多的ROS[9],并上調人胃上皮AGS和GES-1細胞HIF-1α的表達[10],尤其是胃上皮的Hp感染和ROS介導的HIF-1α穩定被認為可誘導增殖、抑制細胞死亡并最終有利于胃上皮的癌變。本研究探討了胃炎及胃癌患者血清HIF-1α和ROS表達水平的相關性,以及二者與Hp感染的相互作用,以期為胃癌的進一步研究提供幫助。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2021年12月至2022年8月青海大學附屬醫院內鏡中心經胃鏡檢查及胃黏膜活檢確診的慢性胃炎及胃癌患者119例作為研究對象,其中男70例,女49例;年齡≥60歲38例,<60歲81例;慢性萎縮性胃炎54例(慢性萎縮性胃炎組),慢性非萎縮性胃炎30例(慢性非萎縮性胃炎組),胃癌35例(胃癌組)。納入標準:(1)年齡18～80歲,男女不限;(2)胃鏡及病理活檢確診為慢性胃炎和早期胃癌;(3)檢查前未經任何根除Hp治療及口服非甾體類抗炎藥物等治療。排除標準:(1)患有肝、膽、胰、脾、肺,以及心、腦血管等疾病,中、重度貧血,重度營養不良等;(2)非首次根除Hp;(3)長期居住在海拔高于3 500 m或低于1 700 m者;(4)臨床資料不完整。所有患者均知情同意并簽署知情同意書。本研究經青海大學附屬醫院倫理委員會審批。

1.2儀器與試劑 凍存管、離心管、HIF-1α和ROS的酶聯免疫吸附試驗試劑盒均購自青海賽斯克生物科技有限公司,臺式高速冷凍型微量離心機購自Dragonlab公司,超凈工作臺購自蘇凈安泰公司,標準試劑型純水儀購自青島富勒姆科技有限公司。

1.3方法 (1)3組患者均通過13C-尿素呼氣試驗檢測Hp,按照檢測后的結果再各自分為Hp陽性組和Hp陰性組,13C-尿素呼氣試驗參考值為0～4 dpm,>4 dpm即為陽性。(2)血清HIF-1α和ROS蛋白水平檢測。采集各組患者晨起空腹狀態下肘靜脈血5 mL于促凝管中,3 000 r/min離心10 min,離心半徑16 cm,留取1 mL上清液置于-80 ℃冰箱中保存。采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清HIF-1α和ROS蛋白水平,具體操作參照試劑盒說明書進行。

2 結 果

2.1各組患者血清HIF-1α、ROS表達水平比較 慢性萎縮性胃炎組、胃癌組患者血清HIF-1α、ROS表達水平均高于慢性非萎縮性胃炎組,且胃癌組患者血清HIF-1α、ROS表達水平均高于慢性萎縮性胃炎組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 各組患者血清HIF-1α、ROS表達水平比較[M(P25,P75),μmol/L]

2.2不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清HIF-1α表達水平比較 不同性別、年齡患者血清HIF-1α表達水平比較,差異均無統計學意義(P>0.05);慢性萎縮性胃炎、胃癌Hp陽性及陰性患者HIF-1α表達水平比較,差異均有統計學意義(P<0.05);慢性非萎縮性胃炎Hp陽性及陰性患者HIF-1α表達水平比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清HIF-1α表達水平比較[M(P25,P75),μmol/L]

2.3不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清ROS表達水平比較 不同性別、年齡患者血清ROS表達水平比較,差異均無統計學意義(P>0.05);慢性萎縮性胃炎、胃癌Hp陽性及陰性患者ROS表達水平,差異均有統計學意義(P<0.05);慢性非萎縮性胃炎Hp陽性及陰性患者ROS表達水平比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 不同臨床特征胃炎及胃癌患者血清ROS表達水平比較[M(P25,P75),μmol/L]

2.4慢性萎縮性胃炎及胃癌患者血清ROS表達水平與HIF-1α表達水平的相關性 慢性萎縮性胃炎及胃癌患者血清ROS表達水平與HIF-1α表達水平呈正相關(r=0.713,P<0.001)。

3 討 論

胃癌雖是由多因素引起的,但Hp感染為主要因素,使其成為靶向療法的靶點,有研究證實了Hp治療對蒙古沙鼠胃癌的預防作用,根除Hp的沙鼠再患殘胃癌的概率大大下降[11]。盧光榮等[12]最新研究結果表明,輕、中度胃黏膜腸上皮化生患者根除Hp后腸上皮化生程度較未根除Hp患者減輕;有研究表明,接受過Hp根除的早期胃癌患者異時性胃癌發生率較低,證明如果發現Hp感染應及時進行根除[13]。在胃癌這種缺氧環境下HIF-1α的表達水平增加會調節下游轉錄因子以及可以作為激活劑促進微小RNA-421在胃癌細胞中高表達,從而抑制細胞凋亡模式的開啟,促進腫瘤發生、發展[14]。高國安等[15]發現,HIF-1α蛋白在胃癌組織的陽性率高于癌旁組織,且HIF-1α的表達水平與患者臨床病理特征相關,高表達HIF-1α的胃癌患者預后不良。有研究表明,ROS介導的脯氨酸羥化酶結構域抑制和常氧條件下HIF-1α的穩定,尤其是線粒體復合物Ⅲ產生的ROS負責在缺氧期間穩定HIF-1α[16]。ROS和HIF-1α之間的信號傳導長期以來被認為與許多疾病的病理學過程有關,包括癌癥、炎癥性疾病和缺血性損傷。

本研究結果顯示,隨著胃黏膜病變嚴重程度的加劇,血清HIF-1α、ROS表達水平不斷升高,提示血清HIF-1α、ROS表達水平與胃黏膜病變嚴重程度有關。有研究表明,胃癌患者的臨床分期不同,HIF-1α、ROS的表達水平有所不同[17]。而血清HIF-1α、ROS在Hp陽性的慢性萎縮性胃炎和胃癌患者中的表達水平比Hp陰性的患者中的表達水平高,大多數人感染Hp后均沒有明顯的臨床表現,但細胞均顯示慢性炎癥反應,通常由于免疫細胞在炎癥反應部位浸潤過程中對氧氣的需求增加,導致發生炎癥反應的組織出現局部缺氧[18],提示Hp感染可能通過多種機制過度產生HIF-1α和ROS。而LI等[19]研究也表明,胃上皮的Hp感染與ROS介導的HIF-1α穩定被認為可誘導增殖、抑制細胞死亡并最終有利于其癌變。此外,本研究相關性分析表明,慢性萎縮性胃炎及胃癌患者HIF-1α表達水平與ROS表達水平具有明顯相關性,與最近相關研究提出的ROS通過誘導磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B和細胞外信號調節激酶磷酸化在缺氧條件下增加HIF-1α的轉錄相符[20]。

綜上所述,本研究從Hp感染與HIF-1α及ROS相互影響的角度探討了胃癌發展的分子機制,其中慢性非萎縮性胃炎組患者Hp感染與HIF-1α、ROS表達水平均無關,其主要局限性在于研究樣本量較少。而且本研究胃癌患者均為經胃鏡及病理檢查診斷為早期胃癌的患者,缺少了與臨床較為常見的進展期胃癌患者的HIF-1α和ROS對比;其次,患者均長期居住在青藏高原,代表性不強,仍需多地區、大樣本的研究進一步證明根除Hp的必要性。