ERCC1、TS和TUBB3的表達與胃癌化療敏感性及其預后的相關性研究
發(fā)布時間:2018-05-11 18:22
本文選題:胃癌 + 化學治療; 參考:《南方醫(yī)科大學》2016年博士論文
【摘要】:一、研究背景及目的胃癌是人類最常見的惡性腫瘤之一,發(fā)病率位于全球最常見的惡性腫瘤中的第4位,腫瘤相關死亡原因居第2位。中國是胃癌高發(fā)國家,其發(fā)病人數(shù)占全世界的42%,并且新發(fā)胃癌患者愈來愈年輕化,其死亡率僅次于肺癌和肝癌。世界上大多數(shù)國家包括中國尚未開展胃癌常規(guī)性篩查,同時胃癌起病隱匿,早期常常無典型癥狀體征,多數(shù)病例常在晚期才會被確診,單純手術治療療效差,術后5年生存率僅20%左右,嚴重危害人們的生命與健康。胃癌的發(fā)生發(fā)展是一個多階段多因素多步驟共同作用的復雜過程,涉及多個癌基因的活化和抑癌基因的失活,但胃癌發(fā)病的分子機制迄今尚未完全明確,目前研究結果顯示,幽門螺旋桿菌感染、飲食、吸煙及宿主的遺傳易感性是影響胃癌發(fā)生的重要因素。目前研究表明,個體間化療療效的差異不能用患者年齡、性別、組織類型、生長部位、臟器功能狀態(tài)等來加以解釋。影響化療療效及毒性反應的主要因素是藥物基因組學。藥物基因組學是研究基因變異所致的不同疾病對藥物的不同反應,是在藥物遺傳學基礎上發(fā)展起來的新興學科。20世紀50年代,人們就發(fā)現(xiàn)不同的遺傳基因會導致藥物不同的反應。由于胃癌患者對化療的敏感性不同,使真正獲益于化療患者并不多,如果選擇不當,反而使一些對于化療不敏感的患者延誤治療、增加痛苦及治療費用。因此,篩選晚期胃癌患者化療的敏感性生物標記物,對患者的化療敏感性進行預測,可以有效避免上述風險,使患者最大程度獲益。鉑類藥物對腫瘤的細胞毒性作用主要是通過形成鉑-DNA加合物,其作用靶點為DNA。鉑-DNA加合物可以引起鏈間交聯(lián)誘導DNA畸變,從而抑制DNA修復。導致順鉑耐藥的一個重要機制就是核苷酸切除修復(nucleotide excision repair, NER), NER在DNA修復中發(fā)揮著重要作用,其修復過程是一個復雜的過程。切除修復交叉互補基因1(excision repair cross-complementing gene 1, ERCC1)是NRE通路中1個關鍵基因,ERCC1的表達水平與鉑類耐藥有關。氟尿嘧啶類藥物是臨床上重要的抗腫瘤藥物,其抗腫瘤作用主要源于其競爭性抑制胸苷酸合成酶(thymidylate synthase, TS), TS是嘧啶核苷酸合成通路的限速酶,在DNA的合成和修復當中起著極為重要的作用,為氟尿嘧啶類藥物(如5-氟尿嘧啶、卡培他濱、S-1)的靶點,因此TS被認為是5-氟尿嘧啶(5-FU)及其衍生物治療惡性腫瘤過程中的一個靶點,其活性高低的變化與腫瘤對5-FU耐藥密切相關。TS是5-dUMP磷酸化成5-dTMP的一個限速酶,正常情況下,在常規(guī)合成中5-dTMP轉變成合成DNA的5-dTTP,缺乏TS存在,DNA合成受限,最終導致細胞死亡。增加腫瘤細胞中TS的表達能阻斷5-FU誘導的細胞核毒性,促進DNA合成,修復腫瘤細胞。微管蛋白結合類藥物是作用于細胞微管,通過影響紡錘體形成,從而抑制細胞有絲分裂的一類廣譜化療藥,常用于實體瘤和血液惡性腫瘤。紫杉醇和多西紫杉醇是臨床上常用的抗微管蛋白化療藥物,該類藥物可以促進微管聚合和穩(wěn)定已聚合微管,也稱為微管穩(wěn)定劑。在接觸該類藥物后,細胞內會積累大量微管,從而干擾細胞的代謝,特別是使細胞有絲分裂停止,發(fā)揮抗腫瘤效果。細胞內微管蛋白分α、β兩個亞型,是有絲分裂時紡錘體的基本組成單位,也是抗微管藥物的主要作用靶點。β-微管蛋白Ⅲ(class Ⅲ β-tubulin, TUBB3)是微管蛋白家族中的一種亞型,多個臨床研究表明,在肺癌、卵巢、前列腺、乳腺及胰腺癌多種人類腫瘤細胞株中,TUBB3高表達與紫杉醇類化療藥物耐藥有關。2012年美國國家癌癥綜合癌癥網(wǎng)絡(NCCN)非小細胞肺癌的指南中已經(jīng)明確指出,在接受化療前檢測ERCC1、RRM1表達水平檢測可提高有效率和患者生存率,但在胃癌等其它腫瘤中尚未提及。然而近2年公布的研究大多提示在肺癌中ERCC1不能預測含鉑化療療效試驗,這提示化療分子標記物的檢測及其指導化療的臨床研究存在很大爭議,化療相關的分子標志物在臨床研究中依然是巨大挑戰(zhàn)。目前國內外專家對生物標記物是否可預測晚期胃癌預后及化療療效相關的研究相對較少,且目前研究多處于回顧性研究。我們課題組在臨床上收集胃癌病例,觀察胃癌組織中ERCC1、TS和TUBB3的表達水平與臨床病理特征的相關性,分析它們與化療敏感性及預后相關性,并通過體外細胞實驗加以證實,為胃癌個體化治療的靶標檢測提供臨床及實驗理論依據(jù),規(guī)范臨床治療,高效使用醫(yī)療資源為病人服務具有重要意義。二、實驗方法第1章ERCC1、TS和TUBB3在胃癌組織中的表達及相關性研究1、收集湖南省邵陽市中心醫(yī)院2008年12月至2011年12月臨床資料完整的118例胃癌患者,其中2例患者因免疫組化染色不符合要求而被剔除,共116例完成全部試驗可供評價,按美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC)胃癌TNM分期,Ⅱ期23例,Ⅲ期66例,Ⅳ期27例,男62例,女54例,組織學分級:高分化20例,中分化35例,低分化61例,有淋巴結轉移69例,未發(fā)生轉移47例。收集資料包括病人的年齡、性別、住院號、病理類型,ECOG評分、有無淋巴結轉移、腫瘤大小和臨床分期。所有胃癌組織標本經(jīng)10%福爾馬林固定,常規(guī)脫水、石蠟包埋,一部分標本用于免疫組化檢測胃癌組織中ERCC1、TS和TUBB3蛋白的表達水平;另一部分標本用于分支液相芯片技術檢測胃癌組織中ERCC1TS和TUBB3 mRNA的表達水平。分析ERCC1、TS和TUBB3在胃癌中的表達與臨床病理特征之間的關系,同時分析ERCC1、TS和TUBB3三者的相關性。2、免疫組化結果判讀胃癌組織標本用10%福爾馬林固定、石蠟包埋、組織切片(4gm),采用免疫組化SP法檢測ERCC1、TS和TUBB3蛋白,操作按免疫組化試劑盒說明書進行。用PBS代替一抗作陰性對照,用已知陽性切片作陽性對照。由2位病理科高級職稱醫(yī)師在對臨床資料不知情的情況下,對標本染色結果進行判斷。所有評分分為0、1、2、3和4分,2分定義為高表達,≤2分為低表達。第2章晚期胃癌中ERCC1、TS和TUBB3表達與化療療效及預后的研究1、選擇湖南省邵陽市中心醫(yī)院2008年12月至2011年12月臨床及隨訪資料完整并經(jīng)病理學確診的晚期胃癌患者67例進行回顧性分析(包括失去手術指征的晚期胃癌及術后復發(fā)轉移的胃癌患者)。免疫組化方法檢測胃癌組織中ERCC1、TS和TUBB3蛋白的表達水平,分析ERCC1與鉑類、TS與氟尿嘧啶類及TUBB3與紫杉醇類化療藥物敏感性及預后的相關性。2、化療方案及臨床療效評價接受卡培他濱、替吉奧膠囊或5-氟尿嘧啶為基礎的化療組,具體用法為:根據(jù)體表面積計算劑量,卡培他濱1000-1250mg/m2,替吉奧膠囊40mg/m2,飯后半小時口服,每天2次,連用2周,休息1周,每3周重復,5-FU 1000mg/m2,持續(xù)泵入,d1-3,每3周重復。接受紫杉醇或多西紫杉醇為基礎的化療組,具體用法為:多西紫杉醇75mg/m2,靜脈滴注d1或紫杉醇150-175 mg/m2,靜脈滴注,dl,每3周重復。接受順鉑或奧沙利鉑為基礎的化療組,具體用法為:順鉑75mg/m2,靜脈滴注dl或奧沙利鉑130 mg/m2,靜脈滴注,d1,每3周重復。其中DCF方案36例,TP方案11例,多西他賽單藥方案2例,XELOX方案8例,替吉奧膠囊單藥方案2例,希羅達單藥方案3例,ECF方案5例,對于年齡超過70歲、PS評分為2分或一般情況較差的患者化療藥物的劑量稍微減量,對能夠耐受的患者給予4-6個周期化療,未完成2周期化療或失訪的患者作為脫落病例,至少2個周期化療后納入療效評價。每個患者治療2周期后,重新復查胸部+全腹部+盆腔增強CT、胃鏡。參照RECIST 1.1實體瘤評價療效標準進行療效評價,分為完全緩解(complete response, CR)、部分緩解(partialresponse, PR)、穩(wěn)定(stable disease, SD)和進展(progression disease, PD),定義如下:完全緩解(CR)定義為臨床癥狀完全消失并且CT檢查病灶完全消失;部分緩解(PR)定義為CT檢查所有的腫瘤病灶最長徑及其垂直徑乘積縮小50%以上,并且沒有新的病灶出現(xiàn);病情穩(wěn)定(SD)定義為所有的腫瘤病灶最長徑及其垂直徑乘積縮小不超過50%,增加不超過25%;疾病進展(PD)定義為所有的腫瘤病灶最長徑及其垂直徑乘積增大超過25%以上或者出現(xiàn)新的病灶。所有患者評估時間一致,如出現(xiàn)CR、PR和SD為臨床受益,繼續(xù)同方案化療2至4個周期,最多為6個周期,如出現(xiàn)PD,則更改治療方案。總生存期(OS)定義為從實驗入組開始至因任何原因引起死亡的時間。無進展生存期(PFS)定義為從實驗入組開始至疾病進展的時間,采用門診隨訪、電話隨訪等方式,末次隨訪時間為2014年12月。第3章胃癌組織中ERCC1、TS和TUBB3與化療藥物體外藥敏實驗選擇湖南省邵陽市中心醫(yī)院及南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院2013年10月至2014年9月期間外科手術的胃癌患者的新鮮標本48例,年齡49-67歲,中位年齡57歲,男28例,女性20例,Ⅱ期18例,Ⅲ期28例,Ⅳ期2例,組織學分級:高分化8例,中分化10例,低分化30例,有淋巴結轉移27例,未發(fā)生轉移21例,所有入選病人在術前未接受放化療及其它抗腫瘤治療。術后收集新鮮胃癌組織標本,每份癌組織標本均分成兩份:一份立即裝入含有100U/ml青霉素、100ug/ml鏈霉素的RPM11640的離心管中,用于原代培養(yǎng)細胞,制成單細胞懸液,立即送于用ATP-TCA法檢測其對體外化療藥物的敏感性。另一部分將組織固定,石蠟包埋用于免疫組化檢測ERCC1、TS和TUBB3蛋白的表達。分析體外胃癌細胞中ERCC1與順鉑、TS與5-氟尿嘧啶及TUBB3與紫杉醇化療藥物敏感性的相關性。三、實驗結果第1章1、在116例胃癌病理標本中,ERCC1、TS和TUBB3蛋白在高、中、低不同分化程度的胃癌組織中均有不同程度的表達,ERCC1蛋白陽性表達主要位于腫瘤組織的胞漿和胞核,為棕褐色顆粒,ERCC1低表達組占50.86%(59/116),ERCC1高表達組占49.14%(57/116)。TS蛋白陽性反應顆粒主要位于腫瘤組織的胞漿和胞核,為棕黃色顆粒,TS低表達組占48.28%(56/116),TS高表達組占51.72%(60/116)。在腫瘤組織中TUBB3主要定位于細胞核,成棕黃色彌漫性細顆粒狀分布,TUBB3低表達組占55.17%(64/116),TUBB3高表達組占44.83%(52/116)。2、116例胃癌組織標本中,免疫組化及分支液相芯片技術兩種方法檢測結果提示ERCC1、TS和TUBB3表達與患者性別、年齡、ECOG評分、組織學分化程度、臨床分期、淋巴結轉移均無明顯相關性(P0.05)。在116例胃癌組織標本中,免疫組化檢測ERCC1、TS和TUBB3蛋白三者共同高表達占18.10%(21/116), ERCC1、TS和TUBB3蛋白三者共同低表達占12.93%(15/116)。ERCC1、TS蛋白兩者共同高表達為31.03%(36/116),兩者同時低表達的患者為25.00%(29/116),兩種蛋白在胃癌組織中的表達不存在相關性(χ2=1.381,P=0.240)。ERCC1、TUBB3蛋白共同高表達為26.72%(31/116),兩者同時低表達的患者為19.83%(23/116),兩種蛋白在胃癌組織中的表達亦不存在關聯(lián)性(χ2=0.348, P=0.556)。TS和TUBB3蛋白共同高表達37.07%(43/116),兩者同時低表達的患者為25.86%(30/116),兩種蛋白在胃癌組織中的表達存在統(tǒng)計學相關性(χ2=5.690,P=0.017)。第2章1、67例晚期胃癌中,其中有60例患者接受含奧沙利鉑或順鉑為基礎的化療方案,1例患者因免疫組化質量問題和2例患者因石蠟標本太少被剔除,57例患者中化療療效達CR 2例,PR 26例,SD 17例,PD 12例,化療總有效率(CR+PR)為49.12%(28/57),ERCC1低表達組有效率為66.67%(20/30),ERCC1高表達組有效率為29.63%(8/27),兩者差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=7.8,P=0.005)。其中有53例患者接受含卡培他濱、替吉奧膠囊或5-氟尿嘧啶基礎的化療方案,有1例患者因石蠟組織標本太少被剔除,化療療效達CR 1例,PR 20例,SD 18例,PD 13例,化療總有效率(CR+PR)為40.38%(21/52),TS低表達組有效率為63.46%(16/27),TS高表達組有效率為36.54%(5/25),兩者差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=8.310,P=0.004)。其中有49例患者接受含多西他賽或紫杉醇為基礎的化療方案,有3例患者因組織標本太少被剔除,化療療效達CR 1例,PR 17例,SD 22例,PD 6例,化療總有效率(CR+PR)為39.13%(18/46), TUBB3低表達組有效率為54.17%(13/24),TUBB3高表達組有效率為22.73%(5/22),兩者差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=4.736,P=0.029)。2、ERCC1低表達組患者的中位PFS和OS分別為6.0個月和12.9個月,ERCC1高表達組患者的中位PFS和OS分別為3.1個月和7.8個月,ERCC1低表達組較高表達組的PFS和OS均延長,差異有統(tǒng)計學意義(PFS:P=0.005, OS:P=0.002)。TS低表達組患者的中位PFS和OS分別為7.8個月和13.3個月,TS高表達組患者的中位PFS和OS分別為3.1個月和8.3個月,TS低表達組較高表達組的PFS和OS均延長,差異有統(tǒng)計學意義(PFS:P=0.007,OS:P=0.003)。 TUBB3低表達組患者的中位PFS和OS分別為5.9個月和11.6個月,TUBB3高表達組患者的中位PFS和OS分別為3.9個月和7.9個月,TUBB3低表達組較高表達組的PFS和OS均延長,差異有統(tǒng)計學意義(PFS:P=0.032,OS:P=0.001)。3、單因素及多因素分析得出,ERCC1、TS及TUBB3均為晚期胃癌的預后因素。第3章1、48例胃癌組織體外藥敏的檢測中,有3例標本在原代細胞培養(yǎng)過程中因細菌污染、操作等原因導致傳代失敗,余下45例標本進行有效的體外藥物實驗,并得到有效的實驗數(shù)據(jù),根據(jù)IC90和IC50大小來判斷其體外藥敏情況。根據(jù)判斷標準得出,順鉑體外敏感(SS+IS)24例(53.33%),體外耐藥(MS+R)21例(46.67%),5-氟尿嘧啶體外敏感(SS+IS)23例(51.11%),體外耐藥(MS+R)22例(48.89%),紫杉醇體外敏感(SS+IS)21例(46.67%),體外耐藥(MS+R)24例(53.33%),與臨床藥物療效基本一致。2、45例胃癌組織中,ERCC1高表達為21例(46.67%),低表達24例(53.33%)。21例ERCC1高表達組敏感例數(shù)7例(33.33%),24例低表達組敏感例數(shù)17例(70.83%), ERCC1低表達者對順鉑的敏感有效率要明顯高于ERCC1高表達者,且差異在統(tǒng)計學上有顯著性意義(P0.05)。TS高表達為19例(42.22%),低表達26例(57.78%)。19例TS高表達組敏感例數(shù)5例(26.32%),26例低表達組敏感例數(shù)18例(69.23%),TS高表達者對5-氟尿嘧啶的敏感有效率要明顯低于低表達者,且差異在統(tǒng)計學上有顯著性意義(P0.01)。TUBB3高表達為22例(48.89%),低表達23例(51.11%)。22例TUBB3高表達組敏感例數(shù)5例(22.73%),23例低表達組敏感例數(shù)16例(69.57%),TUBB3高表達者對紫杉醇的敏感有效率要明顯低于低表達者,且差異在統(tǒng)計學上有顯著性意義(P0.01)。四、結論1、ERCC1、TS和TUBB3在胃癌組織中均有不同程度表達,三者與臨床特征均無相關性,TS和TUBB3蛋白之間存在一定的相關性。2、晚期胃癌組織中ERCC1、TS和TUBB3的表達與化療藥物耐藥及預后具有一定的相關性,低表達組的化療療效及生存預后好于高表達組。3、體外實驗證實ERCC1、TS和TUBB3的表達與化療藥物耐藥具有一定的相關性,低表達組的耐藥發(fā)生率低于高表達組。4. ERCC1、TS和TUBB3有望成為判斷胃癌患者化療療效及預后的分子標志物。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:南方醫(yī)科大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:R735.2
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本文編號:1875056
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