摘要:目的:分析分泌型磷蛋白1(secreted phosphoprotein 1,SPP1)和程序性死亡蛋白配体1(programmed cell death-ligand 1,PD-L1)在子宫内膜癌(endometrial carcinoma, EC)组织中的表达水平及与预后的关系。方法:通过免疫组织化学方法分析SPP1和PD-L1在84例EC组织和61例正常子宫内膜组织中的表达情况,分析SPP1和PD-L1表达与临床病理特征及预后的关系,利用UALCAN分析工具(https://ualcan.path.uab.edu/)分析癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)数据库中EC组织SPP1和PD-L1 mRNA的表达及与预后的关系。结果:EC组织SPP1阳性表达率高于正常子宫内膜组织(71.43%vs 36.07%,P=0.001),PD-L1阳性表达率低于正常子宫内膜组织(25.00%vs 42.62%,P=0.025);EC组织中,SPP1阳性表达率与组织学分级相关(P<0.05),PD-L1阳性表达率与淋巴结转移相关(P<0.05),SPP1与PD-L1表达呈正相关(列联系数r=0.237,P=0.026);EC组织中,不同SPP1和PD-L1表达患者总生存期无差异(均P>0.05)。TCGA数据库中生物信息学分析显示EC中SPP1 mRNA表达水平显著高于正常子宫内膜组织(P<0.01),PD-L1 mRNA表达水平与正常子宫内膜组织比较,差异无统计学意义(P=0.057);EC组织SPP1 mRNA和PD-L1mRNA表达水平呈正相关(r=0.350,P<0.05);不同SPP1和PD-L1表达水平患者总生存期无差异(均P>0.05)。结论:SPP1在EC组织中的表达与PD-L1呈正相关,可能共同参与EC免疫微环境调控,SPP1和PD-L1均不是EC独立预后因子。
在我国,子宫内膜癌(endometrial carcinoma, EC)是仅次于宫颈癌的第二大女性生殖系统恶性肿瘤。2022年统计学数据显示,我国子宫恶性肿瘤发病人数为7.77万人,死亡人数为1.35万人[1]。近年来,我国EC发病率呈上升趋势且发病年龄逐渐年轻化[2]。EC具有高度异质性,2013年癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)根据基因组学特征将EC分为4个预后不同的分子亚型[3],但相同分子亚型预后仍存在差异。此外,EC的靶向治疗和免疫治疗的进展和临床应用相对滞后,亟待发现更多的分子标志物。
骨桥蛋白(osteopontin, OPN)由分泌型磷蛋白1(secreted phosphoprotein 1,SPP1)基因编码,也称为早期T淋巴细胞激活蛋白1(early T-lymphocyte activation 1,ETA1),是小整合素结合配体N-连接糖蛋白(small integrin binding ligand N-linked glycoprotein, SIBLING)家族成员。SPP1是一种在多种组织中表达的酸性糖基化磷蛋白,参与许多生理和病理过程,包括血管形成、细胞再生、钙化、炎症和免疫调节疾病、神经系统疾病以及癌症。SPP1在多种类型肿瘤中高表达,组织和外周血游离SPP1可能是肿瘤预后因子[4],但SPP1与EC的价值及预后相关性研究证据不足。
程序性死亡蛋白配体1(programmed cell death-ligand 1,PD-L1)是广泛认可的免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICIs)标志物。然而PD-L1高表达对ICIs疗效预测的敏感性和特异性有限,部分PD-L1低表达或阴性的患者对ICIs仍敏感,也有一些临床研究表明部分PD-L1表达阳性的患者对ICIs反应低。POLE突变和高度微卫星不稳定性(microsatellite instability-high, MSI-H)型EC是ICIs潜在受益人群[5]。PD-L1在EC免疫治疗中的作用尚未阐明,PD-L1的表达与EC的预后是否相关尚存争议。寻找新的EC免疫相关标志物,对促进免疫治疗在EC中的应用具有重要意义。
1、材料与方法
1.1 研究对象
收集2016年03月至2018年12月于山西省人民医院(我院)确诊并进行手术治疗的84例EC患者的手术组织标本,患者年龄33~78岁,平均(55.43±9.21)岁。收集病理类型、绝经状态、国际妇产科联盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics, FIGO)分期、组织学分级、肌层浸润深度和淋巴结转移等临床信息及随访记录。采用随机数表法选取同期诊断性刮宫获取的61例正常子宫内膜标本,患者年龄36~72岁,平均(53.74±7.3)岁,与EC患者年龄比较差异无统计学意义(t=1.478,P=0.349)。本研究已经我院伦理委员会批准。
1.2 纳入及排除标准
纳入标准包括:①接受全子宫切除术;②经术后组织病理学检查确诊为EC患者;③均为初诊初治患者;④积极配合治疗且随访资料完整。排除标准包括:①心肝肾等脏器功能严重异常;②存在凝血障碍、自身免疫性疾病、急慢性感染等疾病;③合并其他类型肿瘤;④已接受化疗、放疗和免疫治疗等抗肿瘤治疗;⑤临床及随访资料不全或失访者。
1.3 免疫组织化学染色
鼠抗人SPP1单克隆抗 体(克隆号OTI2F2)和鼠抗人PD-L1单克隆抗体(克隆号OTI9E12)均购自北京中杉金桥生物技术有限公司,免疫组织化学SP法试剂盒(货号KIT-0105M)、PBS缓冲液和DAB试剂盒均购自福州迈新生物技术公司。采用常规石蜡切片法,4~6 μm切片,免疫组织化学染色严格参照说明书进行。SPP1和PD-L1一抗稀释比例分别为1∶100和1∶150。
SPP1阳性染色主要定位于细胞膜和细胞质,细胞核不着色,在高倍镜下每张切片随机观察5个视野,每个视野计数100个肿瘤细胞中的阳性细胞数。染色强度评分:基本不着色为0分,浅黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分。阳性细胞百分比评分:<10%为0分, 10%~25%为1分, >25%~50%为2分,>50%为3分。染色强度与阳性细胞百分比的乘积≥3分为阳性(+)。PD-L1主要表达于细胞膜或细胞质,在高倍镜下每张切片随机观察5个视野,每个视野计数100个肿瘤细胞中的阳性细胞数。所有 细胞中阳性细胞的百分数<1%判为阴性(-),阳性细胞的百分数≥1%判为阳性(+)。免疫组织化学结果均由2名病理医生独立进行评分,对于存在争议的结果由第3位病理专家参与讨论达成一致结论。
1.4 TCGA数据库分析
使用UALCAN分析工具分析TCGA数据库EC样本中SPP1和PD-L1表达水平及与预后的关系,使用GEPIA2在线分析工具分析SPP1和PD-L1表达相关性。
1.5 统计学方法
使用SPSS 26软件进行统计学分析。符合正态分布的定量资料采用均数±标准差
表示,组间比较采用两独立样本均数的t检验。定性资料采用例数(百分比)表示,组间比较采用卡方检验。以总生存期(overall survival, OS)为临床结局进行生存分析并绘制Kaplan-Meier生存曲线,生存曲线比较采用log-rank检验法。所有检验均以P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1 SPP1和PD-L1在EC组织和正常子宫内膜组织中的表达
免疫组织化学染色结果显示,SPP1在EC组织中表达于细胞质、细胞膜和细胞外基质(extracellular matrix, ECM), PD-L1表达于细胞膜,见图1。EC组织的SPP1阳性表达率显著 高于正常子宫内 膜组织(71.43% vs 36.07%,χ2=17.985,P=0.001),PD-L1阳性表达率显著低于正常子宫内膜组织(25.00% vs 42.62%,χ2=5.010,P=0.025)。
图1 EC组织中SPP1和PD-L1蛋白的表达(免疫组织化学染色×20)
2.2 EC组织中SPP1和PD-L1表达与患者临床特征的 关系
不同年龄、绝经状态、组织学类型、FIGO分期、肌层浸润深度、淋巴结转移和复发情况的患者SPP1阳性表达率比较,差异无统计学意义(均P>0.05);不同组织学分级患者的SPP1阳性表达率比较,差异有统计学意义 (P<0.05),见表1。不同年龄、绝经状态、组织学类型、FIGO分期、组织学分级、肌层浸润深度和复发情况的患者PD-L1阳性表达率比较,差异无统计学意义(均P>0.05);淋巴结阳性患者的PD-L1表达阳性率高于淋 巴结阴性患者,差异 有统计学意义(P<0.05),见表1。
表1 SPP1和PD-L1表达水平与EC患者临床特征的关系n(%)
2.3 EC组织中SPP1与PD-L1蛋白表达相关性
EC组织中SPP1与PD-L1表 达呈正相关(列联系数r=0.237,P=0.026),见表2。
2.4 SPP1和PD-L1蛋白表达与预后的关系
生存分析结果显示,SPP1和PD-L1表达阳性组与阴性组的OS比较,差异均无统计学意义(均P>0.05),见图2(SPP1:χ2=0.387,P=0.534;PD-L1:χ2=0.948,P=0.330)。
表2 SPP1与PD-L1表达水平的相关性分析
图2不同SPP1(A)和PD-L1(B)蛋白表达患者总生存曲线
2.5 TCGA数据库中EC组织SPP1和CD274(PD-L1)基因表达及预后分析
TCGA数据库EC组织(n=546)SPP1 mRNA表达水平显著高于正常子宫内膜组织(P<0.01,见图3A),PD-L1 mRNA表达水平与正常子宫内膜组织比较,差异无统计学意义(P=0.057,见图3B)。GEPIA2分析显示,TCGA数据库EC组织SPP1 mRNA和PD-L1 mRNA表达水平呈正相关(相关性系数r=0.350,P<0.05,见图3C)。生存分析结果显示,不同SPP1和PD-L1表达患者OS无差异 (均P>0.05,见图3D-E)。
图3 TCGA数据库中EC组织SPP1和CD274(PD-L1)基因表达及预后分析
3、讨论
SPP1是一种分泌型趋化因子样磷酸化糖蛋白,参与肿瘤细胞增殖、转移和免疫逃逸等过程,癌组织和游离SPP1可能是肿瘤预后因子[4]。SPP1在EC中的作用尚存争议,一项研究发现SPP1在EC组织中高表达,血浆SPP1水平也显著高于健康者,SPP1阳性是无病生存期(disease free survival, DFS)较差的独立预后因子[6]。ZHU等[7]基于GEO数据库筛选出EC组织与正常子宫内膜组织40个差异表达基因,通过蛋白互作网络(protein-protein interaction networks, PPI)分析确定了6个核心基因:COL1A1、IGF1、COL5A1、CXCL12、PTEN和SPP1,这6个核心基因的表达水平与OS和无进展生存期(progression free survival, PFS)显著相关。另一项研究则发现EC中SPP1阳性表达率低于正常EC组织,SPP1与EC的组织学类型、FIGO分级、肿瘤大小、肌层浸润、淋巴血管浸润和淋巴结转移均无关,SPP1强染色与更好的OS相关,与本研究及其他报道均不一致[8],可能与这些研究的纳入样本量均较少有关。本研究基于84例EC样本和TCGA数据库分析发现,SPP1 mRNA和蛋白在EC中均高表达,生存分析提示SPP1高表达者预后可能较差,但差异无统计学意义;此外,SPP1在内膜样癌和浆液性癌中均有较高的阳性表达率,这与先前的报道一致[9-10];本研究显示SPP1表达与组织学分级有关,G3级EC具有更高的阳性表达率。以上结果表明,SPP1可能在EC发生发展过程中具有调控作用。在EC细胞系(HEC-1A和Ishikawa细胞)中敲低OPN(SPP1)基因表达可改变EC细胞增殖能力,OPN细胞膜受体表达、细胞周期调节相关基因表达、细胞侵袭和集落形成分析均发生相应改变,这些改变在EC细胞中表达重组OPN的情况下被逆转[11-12]。重组OPN可以促进人EC细 胞(HEC-1A)增殖、迁移和侵袭,OPN上调HEC-1A细胞中的上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)相关因子(N-cadherin和Vimentin)以及基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase 2,MMP-2)蛋白表达,rhOPN通过蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)和细胞外信号调控的激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)信号通路促进HEC-1A细胞迁移、侵袭和EMT[13]。有研究发现SPP1(OPN)基因的2种不同剪接变异体OPNb和OPNc可能参与了EMT过程,与正常子宫内膜相比,OPNb和OPNc在子宫内膜异位症和子宫腺肌症中过表达,OPNb和OPNc剪接变体在子宫内膜异位细胞中过表达,并通过结合OPN配体受体CD44和αvβ3诱发形态学变化、肌动蛋白重塑、细胞增殖、细胞迁移和EMT,随后激活磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)和核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路[14]。LIU等[15]使用2D液相色谱质谱/质谱联用(liquid chromatography tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)定量蛋白质组学鉴定EC组织和配对癌旁组织中的差异表达蛋白,发现差异蛋白显著富集到PI3K/AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)通路相关分子(包括PI3K、mTOR、ERK、SPP1和ANGPT2),可能参与EC发生发展,EC中SPP1高表达可能通过激活PI3K/AKT/mTOR通路促进EC进展。
PD-L1是一种重要的免疫调节因子,在癌细胞的免疫逃逸机制中起关键作用可能影响预后。2022年一项Meta分析显示PD-L1蛋白在EC患者肿瘤细胞中的阳性表达率为34.26%,在EC患者肿瘤浸润免疫细胞中的阳性表达率为51.39%[16]。对于术后高危组EC患者,PD-L1阳性与高危EC人群预后良好有关[17]。另有研究发现, EC肿瘤细胞PD-L1表达与EC组织学类型显著相关,Ⅱ型EC(非内膜样癌)PD-L1阳性表达率更高,此外,PD-L1是淋巴节转移的独立预后因子[18],这与本研究结果一致。一项回顾性研究发现EC肿瘤组织PD-L1表达与OS不相关,与高级别(G3)子宫内膜样腺癌及MLH1/PMS2蛋白丢失相关[19],另一项Meta分析也得出了相似结论[20]。
本研究发现EC组织中SPP1与PD-L1在转录和翻译水平均呈正相关,提示SPP1可能与EC免疫微环境有关。大量研究表明SPP1基因参与肿瘤-免疫系统调节,一项泛肿瘤生物信息学分析发现SPP1 mRNA表达水平与树突状细胞、巨噬细胞和中性粒细胞呈正相关,SPP1可能参与髓系细胞分化和白细胞诱导肿瘤免疫逃逸[21]。FAP+成纤维细胞和SPP1+巨噬细胞有助于ECM重塑并协调形成促纤维增生微环境,防止淋巴细胞浸润肿瘤核心,进一步降低PD-L1治疗的疗效,FAP+成纤维细胞受TWIST1调节,TWIST1的表达由缺氧诱导;chemerin可进入血管并与THBS1+巨噬细胞结合,后者可能分化为SPP1+巨噬细胞;此外,SPP1+巨噬细胞可能通过TGFB1调节FAP+成纤维细胞,从而促进MMP和胶原蛋白的分泌,它们共同促进ECM的重塑[22]。对胃癌数据集(GSE26942、GSE13911和GSE118916)的分析发现COL1A1、THBS2和SPP1影响胃癌免疫微环境,且COL1A1、THBS2、SPP1和PD-L1表达之间存在显著相关性,这些基因富集到ECM-受体相互作用和黏着斑信号通路,表明COL1A1、THBS2和SPP1可能有助于预测胃癌患者的免疫治疗疗效[23]。SPP1可能协同PD-L1参与肺腺癌肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage, TAM)极化过程,进而参与介导肺癌逃逸[24]。此外,SPP1可能作为免疫检查点来抑制T细胞活化并导致肿瘤免疫耐受性,IRF8与SPP1启动子结合抑制结肠上皮细胞中SPP1的表达,结肠癌中观察到IRF8表达下调和SPP1表达上调,而结肠癌中SPP1表达上调与患者生存率低相关[25]。低氧环境是诱导肿瘤免疫抑制的重要因素,一项研究发现“冷免疫型”结直肠癌差异基因(包括SPP1)主要与低氧信号有关,SPP1 mRNA在“冷免疫型”亚组表达显著上调[26]。SPP1参与介导肿瘤免疫逃逸可能与低氧诱导、T细胞免疫检查点抑制、巨噬细胞极化和ECM重塑等过程有关。
鉴于过往相关研究的结论不一致可能与样本量小有关,本研究回顾性分析84例EC临床样本发现SPP1虽在EC中高表达,且与PD-L1表达呈正相关,但两者与患者预后均无关,通过TCGA数据库基于RNA水平分析进一步得出相同结论,表明SPP1和PD-L1均不是EC的独立预后因子,可能归因于不同组织学类型和不同分期分级的EC的生物学特征差异较大,对预后影响较大,本研究未针对这些因素进行亚组分析。此外,本研究仍存在一些局限性,如仅基于临床样本进行分析,未进行体内和体外实验验证,对照样本选自接受刮宫的未癌变患者,对照组未能排除存在其他类型疾病的影响。
综上,本研究表明SPP1在EC中高表达且 与PD-L1正相关,SPP1和PD-L1均不是EC独立预后因子, SPP1在EC免疫微环境中的作用及与PD-L1的作用机制有待进一步阐明。
参考文献:
[1]郑荣寿,陈茹,韩冰峰,等.2022年中国恶性肿瘤流行情况分析[J].中华肿瘤杂志,2024,46(3):221-231.
文章来源:胡帅,武霞,晋雨楠,等.SPP1和PD-L1在子宫内膜癌组织中的表达及其预后价值[J].现代肿瘤医学,2024,32(21):4121-4126.
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近年来,微阵列和高通量测序等研究方法被应用于探究癌症生物标志物,一些癌症标志物被应用于癌症的诊断、治疗和预后[11]。目前,有研究基于癌症基因组图谱(TCGA)数据库筛选出与子宫内膜腺癌相关的糖酵解途径上的B3GALT6、DCN等9个基因[12]。
2024-11-18子宫内膜癌是普遍多见的妇科恶性生殖道肿瘤,好发于围绝经期及绝经后女性,绝经后女性约占70%以上[1]。子宫内膜癌具有较高的发病率和死亡率,而且近年来的发病率和死亡率呈上升趋势,其发生和发展比较复杂,是多因素、多阶段和多机制作用的结果[2]。
2024-11-15子宫内膜癌在女性生殖系统恶性肿瘤中较为常见,发病率逐年升高,是由多因素、多基因、多步骤导致的,癌基因的激活,抑癌基因的失活可使导致子宫内膜癌的发生,临床多采用手术切除、术后放化疗结合治疗,该治疗方案可延长患者生命,但仍具有较高复发率。miRNA在真核细胞中广泛存在,在细胞增殖、胚胎发育、细胞凋亡中具有重要作用。
2024-11-12在我国,子宫内膜癌(endometrial carcinoma, EC)是仅次于宫颈癌的第二大女性生殖系统恶性肿瘤。2022年统计学数据显示,我国子宫恶性肿瘤发病人数为7.77万人,死亡人数为1.35万人[1]。近年来,我国EC发病率呈上升趋势且发病年龄逐渐年轻化[2]。
2024-10-23子宫内膜癌占女性生殖系统恶性肿瘤的20%~30%[1-2]。该病好发于绝经期妇女,有流行病学调査显示,该病危险因素广泛,其发病与内外源性雌激素、肥胖、月经史、生育史、生活方式等因素有关[3]。2019年中国癌症中心统计,子宫内膜癌发病率为10.28/10万,病死率为1.9/10万[4]。
2024-10-12目前,临床治疗老年子宫内膜癌患者多以手术治疗为主,但手术方式需根据瘤灶浸润子宫肌层深度、淋巴结是否转移、肿瘤分期、病理分级等因素决定[2,3]。因而术前准确评估肌层浸润深度、淋巴结是否转移等对临床制定手术方案具有重要意义。
2024-10-10子宫内膜癌(endometrial cancer, EC)是最常见的妇科肿瘤[1]。尽管EC在初诊时预后良好,但其复发仍是一个重要的临床挑战。早期EC复发患者的生存结果较差[2]。EC患者复发后中位生存期很少超过12个月[3]。预测复发模式有助于制定有针对性的监测和治疗策略。本次研究目的是对EC患者的复发模式和临床特征进行评估。
2024-09-24子宫内膜癌是妇科常见恶性肿瘤之一,尽早对患者进行诊疗,对延长患者生存周期、提升患者生活质量意义重大。目前临床将病理组织检查作为诊断子宫内膜癌的“金标准”,但该方法属于有创操作,会对子宫内膜造成损伤,且操作繁琐,检测时间较长,不适合大样本常规筛查。
2024-09-24子宫内膜癌(EC)是妇科常见恶性肿瘤之一,其发病率和相关死亡率逐年增加,由于其症状发展快速及良好诊断性,大多患者可经早期诊断发现,并采取相应治疗措施[1-2]。目前,手术治疗是EC主要治疗方法,早期主要以开腹手术为主,但其创伤大、术后恢复慢,影响患者预后。
2024-08-28子宫内膜癌是一种发生在子宫内膜的恶性肿瘤,通常由子宫内膜细胞发生恶性转化而引起,多见于老年女性。子宫内膜癌病因目前尚不明确,遗传、内分泌、环境等因素可能与其发病有关。我国子宫内膜癌的发病率相对较低,但随着人口老龄化、妇科疾病筛查的普及和激素替代治疗等综合因素的影响,预计未来子宫内膜癌的发病率还将继续上升。
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期刊名称:现代肿瘤医学
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主管单位:陕西省科学技术协会
主办单位:中国抗癌协会,陕西省抗癌协会,陕西省肿瘤防治研究所
出版地方:陕西
专业分类:医学
国际刊号:1672-4992
国内刊号:61-1415/R
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创刊时间:1993年
发行周期:半月刊
期刊开本:大16开
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