HNSCC患者肿瘤组织Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达变化及其意义

张建丽，谢晨露 ，谷峰 ，张治业

(1.河南科技大学第一附属医院口腔科，河南 洛阳471003；2.河南科技大学第一附属医院肿瘤内科，河南 洛阳471003)

近年来，头颈部鳞状细胞癌 （head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）的发生率具有一定的上升趋势，流行病学研究证实，HNSCC的发病率可达262～473/10万人左右[1]。临床上HNSCC的发生能够增加导致患者生活质量的显著降低，增加了患者5年内的病死率[2]。不同的因素能够干预癌细胞的早期生物学特性的改变过程，进而参与到上皮细胞恶性肿瘤的发生和中晚期病情进展过程中。Smad7蛋白的表达能够参与到上皮间质转换过程，Smad7蛋白的表达浓度的上升能够提高恶性肿瘤细胞突破基底膜的风险，增强癌细胞对于真皮下组织的浸润程度[3]；趋化因子4（chemokine receptor4，CXCR4）的表达能够通过提高癌细胞的浸润能力和粘附能力，提高癌细胞的变形能力，促进了癌细胞对于淋巴结或者血管内皮组织的侵袭和转移过程[4]。部分研究者报道了趋化因子相关家族成员在口腔癌等恶性肿瘤中的表达情况，认为CXCR4等的表达上是促进口腔癌早期癌细胞的发生或者晚期癌细胞转移的独立风险因素[5]，但对于Smad7蛋白的分析研究不足。为了揭示Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达与HNSCC的关系，从而为临床上HNSCC患者的临床诊疗提供理论基础，本次研究收集了相关HNSCC病例，揭示了Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达及其与HNSCC患者的临床病理特征的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取我院2016年1月-2017年1月病理科收集的80例HNSCC组织 （HNSCC组）、对应部位的正常头颈部组织80例（对照组）。

HNSCC 组，年龄 38～77岁，平均 59.3±13.5岁，男63例、女17例，其中喉咽鳞状细胞癌48例、下咽鳞状细胞癌26例、鼻腔鼻窦鳞状细胞癌6例；分化程度：高分化20例、中分化31例、低分化29例；TNM分期：Ⅰ期14例、Ⅱ期30例、Ⅲ期20例、Ⅳ期16例；发生淋巴结转移35例。对照组，年龄41～79岁，平均 60.8±14.0岁，男 60例、女 20例。两组研究对象的年龄、性别、比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

纳入标准：⑴HNSCC患者的诊断依据病理学诊断结果；⑵获取癌组织标本前患者未接受放化疗；⑶对照组标本来源于实施病理活检或外科手术获取组织，经病理学检查为正常组织；⑷本研究获得医学伦理委员会的批准。

排除标准：⑴病理学资料不完整；⑵转移性肿瘤；⑶具有放化疗及免疫治疗史。

1.2 免疫组化染色检测方法 所有组织标本经石蜡包埋后作连续切片，厚度约为4μm，采用免疫组化链霉卵白素一生物素复合体法 (strep avidin-biotin complex，SABC法)染色，二氨基联苯胺(diamionben zidene，DAB) 显色。 Smad7 蛋白、CXCR4蛋白通用型二抗以及SP试剂盒和DAB显色盒均购自北京中杉金桥生物技术开发公司。以阳性片及PBS代替一抗分别作为阳性及阴性对照，高倍显微镜下观察Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达情况，具体染色步骤严格按照SP试剂盒说明书进行操作。

1.3 免疫组化染色结果判定标准 免疫组化结果判定：Smad7蛋白、CXCR4蛋白的阳性着色表达于细胞质或细胞核，呈黄色、棕黄色、褐色表达，⑴根据着色强度：0分为无色、1分为淡黄色、2分为棕黄色、3分为褐色、黑色；⑵根据阳性细胞比例：阳性细胞数目所占比例≤10%为1分、阳性细胞所占比例11%～50%为2分、阳性细胞数51%～75%为3分、阳性细胞数所占比例＞75%为4分，两种积分相乘总分＜3分为阴性、≥3分为阳性。

2 结果

2.1 两组标本中的Smad7蛋白、CXCR4蛋白阳性表达率比较 HNSCC组标本中的Smad7蛋白、CXCR4蛋白阳性表达率分别为72.50%、68.75%，对照组的Smad7蛋白、CXCR4蛋白阳性表达率分别为7.50%、10.00%，差异具有统计学意义（P＜0.05）；见表1。

表1 两组标本中的Smad7蛋白、CXCR4蛋白阳性表达率比较n（%）

2.2 Smad7蛋白表达与HNSCC病理学因素的关系低分化、TNM分期（Ⅲ期+Ⅳ期）、发生淋巴结转移的HNSCC组织中的Smad7蛋白、阳性率显著的高于高中分化、TNM分期（Ⅰ期+Ⅱ期）、未发生淋巴结转移的 HNSCC 组织（P＜0.05）；见表 2。

2.3 CXCR4蛋白表达与HNSCC病理学因素的关系 TNM分期 （Ⅲ期+Ⅳ期）、发生淋巴结转移的HNSCC组织中的CXCR4蛋白阳性率显著的高于TNM分期 （Ⅰ期+Ⅱ期）、未发生淋巴结转移的HNSCC 组织（P＜0.05）；见表 3。

3 讨论

HNSCC的病情进展相对较为隐匿，临床上多数患者无特异性的症状，病情的早期诊断水平较低。同时HNSCC的手术治疗或者放化疗治疗后，患者的病死率或者生存时间等指标均无明显改善[6，7]。一项包含了334例样本量的多中心的HNSCC临床诊疗分析研究显示，HNSCC的早期诊断水平不足45%，治疗后的病情缓解率不足30%，无瘤生存时间不足24个月[8，9]。本次研究通过对于相关分子生物学水平的相关研究，不仅能够为揭示HNSCC的发病机制提供参考，同时可以对于疾病的诊断提供潜在的临床指标。

表2 Smad7蛋白表达与HNSCC病理学因素的关系

表3 CXCR4蛋白表达与HNSCC病理学因素的关系

CXCR4蛋白水平的改变对于肿瘤信号通路的激活，能够交错式激活患者体内的癌细胞转录调控因子，提高癌细胞DNA的扩增速度。CXCR4蛋白通过对于络氨酸的磷酸化效应，能够促进癌细胞膜表面糖蛋白配体的激活，促进癌细胞细胞周期调控依赖性蛋白激活的转录及翻译，增加G1/S期比例，降低G0期细胞的总数[10]。近年来相关基础方面的研究显示，CXCR4蛋白的异常表达能够通过促进癌细胞的CD4+T淋巴细胞的激活，促进TH1/TH2T淋巴细胞免疫紊乱的发生[11]；Smad7蛋白是上皮间质转换的重要调控因子，Smad7蛋白的表达浓度的上升能够提高肿瘤细胞的变形能力，增加其突破基底膜的风险，导致癌细胞通过组织液或者淋巴液进行转移风险的上升[12]。部分研究报道了Smad7蛋白或者CXCR4蛋白在卵巢癌或者甲状腺癌等恶性肿瘤中的表达情况，认为Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达与患者的癌细胞的生物学特征的改变密切相关，但对于Smad7蛋白、CXCR4蛋白与HNSCC的关系研究不足。

免疫组化的相关分析研究发现，在病例组患者病灶组织中，Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达阳性率显著的上升，提示了二者均能够参与HNSCC恶性肿瘤患者的病情进展过程，通过荟萃国内外相关研究，笔者认为Smad7蛋白、CXCR4蛋白的高表达与HNSCC患者的临床病情的关系主要考虑与下列机制有关[13，14]：⑴Smad7蛋白的上升能够提高癌细胞的细胞周期的调控紊乱风险，同时可导致癌细胞的粘附或者浸润能力的改变；⑵CXCR4蛋白的表达上升能够促进趋化因子或者炎症因子的表达，促进氧化应激反应对于肿瘤细胞的激活作用，导致癌细胞的增殖速度的提升。宋国华等[15]研究者认为在HNSCC病灶组织中，Smad7蛋白的表达阳性率可上升27%以上，同时HNSCC患者的病灶组织累及范围越大、临床分期越晚，患者体内Smad7蛋白的表达上升越为明显。在探讨相关临床病理特征的过程中，本次研究发现Smad7蛋白的表达与HNSCC患者的临床分期、癌细胞的分化程度或者淋巴结转移等临床病理特征密切相关，提示在恶性肿瘤患者体内Smad7蛋白的表达与患者的临床病理特征的进展密切相关，这主要考虑与Smad7蛋白的表达能够提升癌细胞的转录活性，导致癌细胞扩散和增殖能力的提高，促进了临床分期的进展，导致癌细胞浸润淋巴结的能力的上升。但部分研究者并未发现Smad7蛋白的表达与HNSCC患者的淋巴结转移的关系[16]，这与本次研究的结论差别主要考虑与Smad7蛋白的检查灵敏度的差异或者病灶组织的收集偏移等因素有关。在TNM分期（Ⅲ期+Ⅳ期）、发生淋巴结转移的HN-SCC组织中的Smad7蛋白阳性率显著的上升，提示了Smad7蛋白的表达与HNSCC患者的临床病理特征密切相关，这主要由于CXCR4蛋白的表达能够提高癌细胞对于淋巴结的粘附能力，增加了其对于临近正常组织的浸润过程有关。

综上所述，HNSCC组织中的Smad7蛋白、CXCR4蛋白的表达水平升高，并且与肿瘤的病理学特征具有一定的相关性。