引用本文： 刘章毅, 滕绪永, 张恒玮, 张雷, 余兴恩, 刘臻. 甲状腺乳头状癌组织中MT1-MMP和MMP-2的表达及其临床意义. 中国普外基础与临床杂志, 2015, 22(4): 418-422. doi: 10.7507/1007-9424.20150111 复制
甲状腺癌是最常见的头颈部恶性肿瘤，近年来其发病率呈显著升高趋势，而甲状腺乳头状癌（papi-llary thyroid carcinoma，PTC）在甲状腺癌中所占比例高达80% [1-3]，其中又有30%～80%的患者发生区域淋巴结转移，复发率也较高，导致预后不良[4-5]。目前研究[6-9]表明，在肿瘤侵袭转移过程中，基质金属蛋白酶家族（matrix metalloproteinase，MMPs）通过参与促进肿瘤血管的新生、降解细胞外基质（extracellular matrix，ECM）、诱导肿瘤细胞免疫耐受等，在肿瘤发生发展过程中起着重要的生物学作用。其中膜型基质金属蛋白酶-1（membrane type matrix metalloproteinase-1，MT1-MMP）是MT-MMP家族中首位被发现的成员，被认为是MMPs中与肿瘤浸润转移关系最密切的酶类之一。基质金属蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）也是MMPs中的重要成员，它在多种肿瘤的发生发展中起重要作用[10-15]。此前研究[16-19]显示，MT1-MMP与MMP-2的活化相关。本研究采用免疫组化方法，检测MT1-MMP和MMP-2在PTC组织及其癌旁组织中的表达，并分析二者与PTC临床病理特征的关系和意义。
1 资料与方法
1.1 临床资料
本研究共纳入2010年6月至2013年1月期间于中国医科大学附属盛京医院普外科行手术治疗且临床资料完整的PTC患者164例作为研究对象，获取其癌组织及其癌旁2 cm处组织，且癌旁组织均经病理学检查证实未发现癌细胞。其中，年龄< 45岁者84例，≥45岁者80例；男48例，女116例；肿瘤直径≤2 cm者107例，> 2 cm者57例；肿瘤出现包膜侵犯67例，无包膜侵犯97；TNM分期属于Ⅰ～Ⅱ期122例，Ⅲ～Ⅳ期42例；伴淋巴结转移88例，不伴淋巴结转移76例；有多个病灶者45例，属于单病灶者119例。
1.2 检测指标及方法
参照刘臻[
1.3 免疫组化染色结果判定
MMP-2和MT1-MMP免疫组化染色阳性物质均定位于细胞浆，颜色从浅黄色直至棕褐色。根据其阳性细胞百分率以及阳性物质染色强度采用半定量积分法分级[21]。阳性细胞百分率判定评分标准：< 5%为0分；5%～25%为1分；25%～50%为2分；> 50%为3分。阳性物质染色强度判定评分标准：不着色为0分，浅黄色为1分，棕黄色为2分，棕褐色为3分。然后将两项评分相加则为最终评分结果：0～2分判为阴性，≥3分判为阳性。
1.4 统计学方法
采用SPSS 19.0软件包进行分析处理。MT1-MMP及MMP-2的表达与PTC临床病理特征的关系以及MT1-MMP与MMP-2表达之间的关系采用χ2检验；相关性分析则采用Spearman检验，并采用双侧概率法。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 MT1-MMP及MMP-2在PTC癌组织及其癌旁组织中的表达结果
MT1-MMP及MMP-2在PTC癌组织及其癌旁组织中的表达情况见图 1。在PTC癌旁组织中，MT1-MMP表达阳性率为11.0%（18/164），MMP-2表达阳性率为14.0%（23/164）；在PTC癌组织中，MT1-MMP和MMP-2表达阳性率分别为61.6%（101/164）和67.7%（111/164）。二者在癌组织中的表达阳性率均高于在癌旁组织中的表达阳性率（P < 0.05）。
图1
示MT1-MMP及MMP-2在PTC癌组织及其癌旁甲状腺组织中的表达结果(SP×200)。1A：癌旁甲状腺组织中MT1-MMP阴性表达；1B：癌旁甲状腺组织中MT1-MMP阳性表达；1C：癌旁甲状腺组织中MMP-2阴性表达；1D：癌旁甲状腺组织中MMP-2阳性表达；1E：PTC癌组织中MT1-MMP阴性表达；1F：PTC癌组织中MT1-MMP阳性表达；1G：PTC癌组织中MMP-2阴性表达；1H：PTC癌组织中MMP-2阳性表达
2.2 MT1-MMP及MMP-2的表达与PTC临床病理特征的关系
结果见表 1。由表 1可见，PTC癌组织中MT1-MMP及MMP-2的表达均与PTC的淋巴结转移有关（P < 0.05）；MMP-2的表达与PTC的包膜侵犯相关（P < 0.05），而MT1-MMP的表达则与PTC的包膜侵犯无关（P > 0.05）；MT1-MMP及MMP-2的表达均与其他临床病理特征如患者年龄、性别、肿瘤大小、病灶数目及TNM分期无关（P > 0.05）。
表1
PTC癌组织中MT1-MMP及MMP-2的表达与其临床病理特征的关系〔例（%）〕
2.3 PTC癌组织中MT1-MMP和MMP-2表达的相关性分析结果
在本组164例PTC患者的癌组织中，MT1-MMP和MMP-2的表达呈正相关关系(r=0.256，P < 0.05)，见表 2。
表2
164例PTC患者的癌组织中MT1-MMP和MMP-2表达的相关性分析结果
3 讨论
MMPs是一类Zn2+依赖性的肽链内切酶，由基质裂解蛋白（matrilysins）、胶原蛋白酶（collagenases）、基质分解素（stromelysins）、明胶酶（gelatinases）、MT-MMP及其他MMPs成员组成，能够降解几乎所有ECM成分，并参与多种病理及生理过程[6-7]。生理状态下，大多数的MMPs活性不高。但其表达受各种生长因子、激素及炎性细胞因子以及细胞间的相互作用调节[8]。MMPs也正是通过促进肿瘤血管新生、降解细胞外基质等结构、重建细胞间黏附力等，在肿瘤的侵袭转移中发挥了重要的作用[9]。
MMP-2属于MMPs中的明胶酶类，又称为明胶酶A，在肿瘤的侵袭转移过程中，它的主要作用是降解Ⅳ型胶原、Ⅴ型胶原、明胶等——这些都是ECM和基底膜（BM）的主要组成成分，从而改变局部组织结构，破坏基底膜屏障，促进肿瘤新血管生成及加速肿瘤细胞增殖生长[22]。近年来多项研究[10-15]证实，MMP-2与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关，如胰腺癌、前列腺癌、肺癌、食管癌、卵巢癌、乳腺癌等。Wu等[23]的研究表明，PTC组织中MMP-2的表达水平明显高于甲状腺良性结节组织及癌旁组织，并且有侧方淋巴结转移的PTC病例中MMP-2的表达阳性率明显高于无淋巴结转移者。Saffar等[22]开展的对107例PTC患者的研究中则发现，MMP-2的表达与PTC的包膜侵犯呈临界相关性（P=0.05）。本研究检测了PTC癌组织及其癌旁组织标本中MMP-2的表达，发现PTC癌组织中MMP-2阳性表达率明显高于癌旁组织，且MMP-2的表达与PTC颈部淋巴结转移及包膜侵犯相关（P < 0.05）。这提示MMP-2在PTC的淋巴结转移及包膜侵犯过程中可能发挥了作用。
MT1-MMP是Sato等[24]在1994年发现的MMPs中的第1个MT-MMP。此前的研究[16-19]表明，MT1-MMP在多种生理病理过程中发挥作用，尤其在肿瘤的发生发展中发挥了重要作用。MT1-MMP作为MMPs中的一员，不仅具有蛋白水解酶的活性可以降解多种ECM，而且能与金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）及MMP-2前体（pro-MMP-2）形成三分子复合物，促进MMP-2酶原的活化，进而促进MMP-2对细胞外基质的降解。Ip等[25]在裸鼠体内进行的一项人类肝细胞癌的研究表明，MT1-MMP的高表达可以增强肝癌细胞的转移性。Mimori等[26]在一项大样本胃癌病例的研究中发现，MT1-MMP在胃癌患者外周血中的阳性表达与患者肿瘤的腹膜播散、淋巴路径弥散、血管弥散、血管渗透及淋巴结转移相关，而其在骨髓中的阳性表达也与肿瘤的远处转移及腹膜播散显著相关。Perentes等[27]发现，下调MT1-MMP的表达能降低乳腺癌的肺转移，且其表达与血管浸润相关。Yao等[28]的研究证实，在人类乳腺癌中，MT1-MMP通过上调血管内皮生长因子-C（VEGF-C）从而促进乳腺癌组织淋巴管生成。本研究检测了PTC癌组织及其癌旁组织标本中MT1-MMP的表达，发现癌组织中MT1-MMP表达阳性率明显高于癌旁组织，且MT1-MMP的阳性表达与PTC颈部淋巴结转移相关（P < 0.05）。此外，MT1-MMP和MMP-2在PTC组织中的表达呈正相关关系（r=0.256，P < 0.05），表明二者可能在PTC转移过程中发挥协同作用，这与此前认为MT1-MMP能促进MMP-2酶原活化的观点一致[16-19]。
综上，本研究结果提示，MT1-MMP和MMP-2可能参与了PTC的包膜侵犯和淋巴结转移，且MT1-MMP和MMP-2在PTC的进展过程中可能发挥协同作用。
甲状腺癌是最常见的头颈部恶性肿瘤，近年来其发病率呈显著升高趋势，而甲状腺乳头状癌（papi-llary thyroid carcinoma，PTC）在甲状腺癌中所占比例高达80% [1-3]，其中又有30%～80%的患者发生区域淋巴结转移，复发率也较高，导致预后不良[4-5]。目前研究[6-9]表明，在肿瘤侵袭转移过程中，基质金属蛋白酶家族（matrix metalloproteinase，MMPs）通过参与促进肿瘤血管的新生、降解细胞外基质（extracellular matrix，ECM）、诱导肿瘤细胞免疫耐受等，在肿瘤发生发展过程中起着重要的生物学作用。其中膜型基质金属蛋白酶-1（membrane type matrix metalloproteinase-1，MT1-MMP）是MT-MMP家族中首位被发现的成员，被认为是MMPs中与肿瘤浸润转移关系最密切的酶类之一。基质金属蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）也是MMPs中的重要成员，它在多种肿瘤的发生发展中起重要作用[10-15]。此前研究[16-19]显示，MT1-MMP与MMP-2的活化相关。本研究采用免疫组化方法，检测MT1-MMP和MMP-2在PTC组织及其癌旁组织中的表达，并分析二者与PTC临床病理特征的关系和意义。
1 资料与方法
1.1 临床资料
本研究共纳入2010年6月至2013年1月期间于中国医科大学附属盛京医院普外科行手术治疗且临床资料完整的PTC患者164例作为研究对象，获取其癌组织及其癌旁2 cm处组织，且癌旁组织均经病理学检查证实未发现癌细胞。其中，年龄< 45岁者84例，≥45岁者80例；男48例，女116例；肿瘤直径≤2 cm者107例，> 2 cm者57例；肿瘤出现包膜侵犯67例，无包膜侵犯97；TNM分期属于Ⅰ～Ⅱ期122例，Ⅲ～Ⅳ期42例；伴淋巴结转移88例，不伴淋巴结转移76例；有多个病灶者45例，属于单病灶者119例。
1.2 检测指标及方法
参照刘臻[
1.3 免疫组化染色结果判定
MMP-2和MT1-MMP免疫组化染色阳性物质均定位于细胞浆，颜色从浅黄色直至棕褐色。根据其阳性细胞百分率以及阳性物质染色强度采用半定量积分法分级[21]。阳性细胞百分率判定评分标准：< 5%为0分；5%～25%为1分；25%～50%为2分；> 50%为3分。阳性物质染色强度判定评分标准：不着色为0分，浅黄色为1分，棕黄色为2分，棕褐色为3分。然后将两项评分相加则为最终评分结果：0～2分判为阴性，≥3分判为阳性。
1.4 统计学方法
采用SPSS 19.0软件包进行分析处理。MT1-MMP及MMP-2的表达与PTC临床病理特征的关系以及MT1-MMP与MMP-2表达之间的关系采用χ2检验；相关性分析则采用Spearman检验，并采用双侧概率法。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 MT1-MMP及MMP-2在PTC癌组织及其癌旁组织中的表达结果
MT1-MMP及MMP-2在PTC癌组织及其癌旁组织中的表达情况见图 1。在PTC癌旁组织中，MT1-MMP表达阳性率为11.0%（18/164），MMP-2表达阳性率为14.0%（23/164）；在PTC癌组织中，MT1-MMP和MMP-2表达阳性率分别为61.6%（101/164）和67.7%（111/164）。二者在癌组织中的表达阳性率均高于在癌旁组织中的表达阳性率（P < 0.05）。
图1
示MT1-MMP及MMP-2在PTC癌组织及其癌旁甲状腺组织中的表达结果(SP×200)。1A：癌旁甲状腺组织中MT1-MMP阴性表达；1B：癌旁甲状腺组织中MT1-MMP阳性表达；1C：癌旁甲状腺组织中MMP-2阴性表达；1D：癌旁甲状腺组织中MMP-2阳性表达；1E：PTC癌组织中MT1-MMP阴性表达；1F：PTC癌组织中MT1-MMP阳性表达；1G：PTC癌组织中MMP-2阴性表达；1H：PTC癌组织中MMP-2阳性表达
2.2 MT1-MMP及MMP-2的表达与PTC临床病理特征的关系
结果见表 1。由表 1可见，PTC癌组织中MT1-MMP及MMP-2的表达均与PTC的淋巴结转移有关（P < 0.05）；MMP-2的表达与PTC的包膜侵犯相关（P < 0.05），而MT1-MMP的表达则与PTC的包膜侵犯无关（P > 0.05）；MT1-MMP及MMP-2的表达均与其他临床病理特征如患者年龄、性别、肿瘤大小、病灶数目及TNM分期无关（P > 0.05）。
表1
PTC癌组织中MT1-MMP及MMP-2的表达与其临床病理特征的关系〔例（%）〕
2.3 PTC癌组织中MT1-MMP和MMP-2表达的相关性分析结果
在本组164例PTC患者的癌组织中，MT1-MMP和MMP-2的表达呈正相关关系(r=0.256，P < 0.05)，见表 2。
表2
164例PTC患者的癌组织中MT1-MMP和MMP-2表达的相关性分析结果
3 讨论
MMPs是一类Zn2+依赖性的肽链内切酶，由基质裂解蛋白（matrilysins）、胶原蛋白酶（collagenases）、基质分解素（stromelysins）、明胶酶（gelatinases）、MT-MMP及其他MMPs成员组成，能够降解几乎所有ECM成分，并参与多种病理及生理过程[6-7]。生理状态下，大多数的MMPs活性不高。但其表达受各种生长因子、激素及炎性细胞因子以及细胞间的相互作用调节[8]。MMPs也正是通过促进肿瘤血管新生、降解细胞外基质等结构、重建细胞间黏附力等，在肿瘤的侵袭转移中发挥了重要的作用[9]。
MMP-2属于MMPs中的明胶酶类，又称为明胶酶A，在肿瘤的侵袭转移过程中，它的主要作用是降解Ⅳ型胶原、Ⅴ型胶原、明胶等——这些都是ECM和基底膜（BM）的主要组成成分，从而改变局部组织结构，破坏基底膜屏障，促进肿瘤新血管生成及加速肿瘤细胞增殖生长[22]。近年来多项研究[10-15]证实，MMP-2与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关，如胰腺癌、前列腺癌、肺癌、食管癌、卵巢癌、乳腺癌等。Wu等[23]的研究表明，PTC组织中MMP-2的表达水平明显高于甲状腺良性结节组织及癌旁组织，并且有侧方淋巴结转移的PTC病例中MMP-2的表达阳性率明显高于无淋巴结转移者。Saffar等[22]开展的对107例PTC患者的研究中则发现，MMP-2的表达与PTC的包膜侵犯呈临界相关性（P=0.05）。本研究检测了PTC癌组织及其癌旁组织标本中MMP-2的表达，发现PTC癌组织中MMP-2阳性表达率明显高于癌旁组织，且MMP-2的表达与PTC颈部淋巴结转移及包膜侵犯相关（P < 0.05）。这提示MMP-2在PTC的淋巴结转移及包膜侵犯过程中可能发挥了作用。
MT1-MMP是Sato等[24]在1994年发现的MMPs中的第1个MT-MMP。此前的研究[16-19]表明，MT1-MMP在多种生理病理过程中发挥作用，尤其在肿瘤的发生发展中发挥了重要作用。MT1-MMP作为MMPs中的一员，不仅具有蛋白水解酶的活性可以降解多种ECM，而且能与金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）及MMP-2前体（pro-MMP-2）形成三分子复合物，促进MMP-2酶原的活化，进而促进MMP-2对细胞外基质的降解。Ip等[25]在裸鼠体内进行的一项人类肝细胞癌的研究表明，MT1-MMP的高表达可以增强肝癌细胞的转移性。Mimori等[26]在一项大样本胃癌病例的研究中发现，MT1-MMP在胃癌患者外周血中的阳性表达与患者肿瘤的腹膜播散、淋巴路径弥散、血管弥散、血管渗透及淋巴结转移相关，而其在骨髓中的阳性表达也与肿瘤的远处转移及腹膜播散显著相关。Perentes等[27]发现，下调MT1-MMP的表达能降低乳腺癌的肺转移，且其表达与血管浸润相关。Yao等[28]的研究证实，在人类乳腺癌中，MT1-MMP通过上调血管内皮生长因子-C（VEGF-C）从而促进乳腺癌组织淋巴管生成。本研究检测了PTC癌组织及其癌旁组织标本中MT1-MMP的表达，发现癌组织中MT1-MMP表达阳性率明显高于癌旁组织，且MT1-MMP的阳性表达与PTC颈部淋巴结转移相关（P < 0.05）。此外，MT1-MMP和MMP-2在PTC组织中的表达呈正相关关系（r=0.256，P < 0.05），表明二者可能在PTC转移过程中发挥协同作用，这与此前认为MT1-MMP能促进MMP-2酶原活化的观点一致[16-19]。
综上，本研究结果提示，MT1-MMP和MMP-2可能参与了PTC的包膜侵犯和淋巴结转移，且MT1-MMP和MMP-2在PTC的进展过程中可能发挥协同作用。
