葡萄糖转运蛋白1在乳腺癌组织中的表达及与其预后的关系

沈春燕 穆海玉 佟仲生

葡萄糖转运蛋白1(glucose transporter protein 1,GLUT-1)是哺乳动物细胞转运葡萄糖的最重要的载体，肿瘤细胞中GLUT-1表达异常升高，可能为癌细胞摄取葡萄糖增多的机制之一，是肿瘤缺氧的1个内源性标记[1]。关于乳腺癌组织中GLUT-1表达及其与乳腺癌患者预后的关系鲜有报道。本研究采用免疫组化法，检测乳腺癌组织中GLUT-1表达情况，分析与其临床病理因素及预后的关系，旨在讨论GLUT-1在乳腺癌发展过程中的作用。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选择2003年7月～2008年6月我院收治的、经手术确诊且病历资料完整的81例原发性乳腺癌病例及20例乳腺纤维瘤病例，均为女性；乳腺癌病例未纳入局部晚期者，且术前均未行新辅助放化疗。中位年龄53岁(35～72岁)；雌激素受体阳性47例，孕激素受体阳性34例；肿瘤直径>5 cm 5例，2～5 cm 45例，<2 cm 31例；淋巴结转移数目4个以上者38例；所有乳腺癌患者追踪随访肿瘤复发或转移情况，中位随访时间46个月，随访截至2011年1月，有复发和(或)转移者39例。

1.2 主要材料

兔抗人GLUT-1单克隆抗体购自加拿大LAB VISION公司，免疫组化试剂盒购自晶美生物有限公司。

1.3 实验方法

免疫组化步骤为组织标本经石蜡包埋，制成4 μm厚切片。常规脱蜡至水，3%新鲜双氧水灭活内源性过氧化物酶，微波修复抗原，山羊血清封闭后不洗，滴加GLUT-1一抗，4℃过夜，PBS洗涤后加生物素标记二抗，37℃孵育45 min后，PBS洗，滴加链霉亲和素过氧化物酶复合物，37℃孵育15 min后，DAB显色，苏木精复染，二甲苯透明，中性树胶封片。

1.4 结果判定

光镜下GLUT-1阳性细胞为细胞膜呈棕黄色颗粒。高倍镜下每张切片随机选择5个视野，每个视野计数200个细胞，共计1 000个细胞，阳性细胞数<10%为阴性，阳性细胞数≥10%为阳性。

1.5 统计学处理

计数资料采用χ2检验，Kaplan-Meier法描绘生存曲线，组间生存率比较采用Log-rank检验，检验水准α=0.05。采用SPSS 17.0统计软件完成。

2 结果

2.1 两组乳腺组织中GLUT-1蛋白表达情况

乳腺癌组织中GLUT-1蛋白阳性表达率为61.7%(50/81)，阳性颗粒主要分布在细胞膜和部分胞质中；20例乳腺纤维瘤组织中GLUT-1均呈阴性染色(无阳性表达或仅散在少数轻微着色)。乳腺癌组织中GLUT-1阳性率明显高于乳腺纤维瘤组织，有显著统计学差异(P<0.001)。

2.2 GLUT-1表达与乳腺癌临床病理因素的关系

乳腺浸润性导管癌中GLUT-1表达与患者年龄、ER和PR激素受体及肿瘤大小无显著相关性(P>0.05)；而与淋巴结转移数目及有无复发和(或)转移显著相关：其中淋巴结转移数目>4个者GLUT-1阳性率为73.7%(28/38)，显著高于淋巴结转移数目≤4个者[51.2%(22/43)](P<0.05)；有复发和(或)转移者GLUT-1阳性率[74.4%(29/39)]，显著高于无复发和(或)转移者[50.0%(21/42)](P<0.05)，见表1。

2.3 GLUT-1表达与乳腺癌预后的关系

对81例乳腺癌患者的无复发生存期进行Kaplan-Meier生存分析，经Log-rank检验显示：GLUT-1阳性组与阴性组无复发生存时间比较有显著统计学差异(P=0.041)，其中GLUT-1阳性组中位无复发生存时间为(48.56±3.35)个月，GLUT-1阴性组中位无复发生存时间为(66.79±4.50)个月，结果表明GLUT-1表达与乳腺癌患者预后密切相关，见图1。

表1 GLUT-1蛋白表达与乳腺癌临床病理特征的关系(例)

图1 GLUT-1阳性组和阴性组无复发生存曲线

3 讨论

GLUT-1基因位于1p34.2，其编码蛋白为55 kD，是1种膜性易化葡萄糖转运蛋白，能促进葡萄糖向细胞内扩散及促进细胞代谢，是哺乳动物葡萄糖跨膜转运最重要的载体，也是已知葡萄糖转运蛋白家族中分布最广泛的转运体，不但参与葡萄糖跨膜转运的正常生理过程，而且在肿瘤等许多病理情况下出现异常表达。GLUT-1在生理状态下主要分布于红细胞胞膜，胎盘及血-脑屏障等，在恶性肿瘤细胞中由于代谢增强、无氧酵解增加而出现过表达。近年来发现，GLUT-1的过表达与恶性肿瘤的发生、发展密切相关，是目前肿瘤研究的热点之一[2～4]。

众所周知，恶性肿瘤主要生长特征为肿瘤细胞的持续、快速增殖，肿瘤组织生长速度过快而血供相对不足，中央组织往往处于缺氧状态，而缺氧常使肿瘤具有更高的恶性程度。细胞缺氧与营养缺乏是GLUT-1表达增强的主要诱因：在肿瘤缺氧状态下，缺氧诱导因子1-α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)表达增强，可以调控与细胞代谢及血管生成相关的多种下游因子的基因转录[5]，包括诱导及促进葡萄糖代谢和转运的相关蛋白如GLUT-1、血管内皮生长因子、促红细胞生成素等[6～8]，并促进肿瘤新生血管形成。因此，在缺氧环境下GLUT-1在恶性肿瘤细胞表面往往异常高表达[9]，从而增加肿瘤细胞对葡萄糖的摄取而满足其能量需求，由此进一步促进恶性肿瘤的生长和转移。

吕增华等[10]研究发现，GLUT-1表达与胃黏液腺癌早期淋巴结转移密切相关；Semaan等[11]报道，GLUT-1和卵巢癌组织微血管密度呈正相关，并且是重要的预后因素；Kunkel等[12]报道，在口腔鳞癌患者中GLUT-1阳性组总生存期，显著短于GLUT-1阴性组。GLUT-1参与了胃癌、卵巢癌及口腔癌等多种恶性肿瘤的发生、发展过程，说明GLUT-1与恶性肿瘤的高侵袭性及不良预后有关，但在乳腺癌的研究中，国内鲜有其与预后的相关报道。

本研究发现，GLUT-1在乳腺癌中的高表达率为61.7%(50/81)，而乳腺纤维瘤组织中未见GLUT-1表达，两者具有显著统计学差异，这与国外Schmidt等[13]研究结果相近，提示GLUT-1与乳腺癌的发生及乳腺癌细胞的增殖活性密切相关。由此推测GLUT-1参与了恶性肿瘤的发生，并可能是肿瘤恶变的早期标志。GLUT-1表达与患者年龄、肿瘤大小无相关性，而且我们也未发现其过表达与雌孕激素受体状态显著相关，这与国内一些学者的研究结果一致[14]。GLUT-1表达与乳腺癌的淋巴结转移数目、有无转移和(或)复发显著相关。本组81例乳腺癌患者中GLUT-1阳性组和阴性组无复发生存时间分别为(48.56±3.50)个月和(66.79±4.50)个月，两组间存在显著统计学差异。GLUT-1表达与乳腺癌淋巴结转移及预后有关。综上，我们认为：随着全身肿瘤负荷的增大，癌组织能量需求也随之升高，在恶性肿瘤微环境缺氧的条件下，无氧酵解依然是肿瘤主要的供能方式，而GLUT-1作为细胞膜上主要的葡萄糖转运通路，为肿瘤细胞提供最基本的葡萄糖供应，其在表达增强的同时，多种癌基因和生长因子介导缺氧反应基因的调控而上调、激活GLUT-1[15]，促使葡萄糖的摄取和转运，从而满足肿瘤细胞在缺血、缺氧环境下的不断倍增。因此，GLUT-1高表达的乳腺癌病例具有较强的侵袭性生物学特性，更易于复发和转移，并且是1个具有判断预后意义的指标。

总之，GLUT-1参与葡萄糖转运、增强糖酵解，以提供肿瘤组织无限增殖、侵袭的能量代谢需要，GLUT-1与乳腺癌的发生、发展密切相关，并可作为判断乳腺癌恶性生物学行为及预测预后的一项重要指标。因此，更加深入和广泛地探讨GLUT-1在乳腺癌发生、发展过程中的作用，将为乳腺癌的诊治提供新的靶点，对提高乳腺癌的诊治水平具有重大意义。

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