结直肠癌中ICAM-1和VCAM-1的表达和临床意义

吴 勇，刘 弋

◇临床医学研究◇

结直肠癌中ICAM-1和VCAM-1的表达和临床意义

吴 勇，刘 弋

目的检测细胞间黏附分子-1（ICAM-1）和血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）在结直肠癌（CRC）组织和外周血中的表达，探讨ICAM-1和VCAM-1在CRC发生、转移中的作用和临床意义。方法应用免疫组织化学法（SP法）测定78例CRC原发病灶及癌旁正常组织、42例结直肠腺瘤组织中ICAM-1和VCAM-1的表达，用ELISA法检测78例CRC患者和40例健康者血清ICAM-1和VCAM-1的含量。结果

结直肠癌；细胞间黏附分子-1；血管细胞黏附分子-1；免疫组织化学法；ELISA

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是我国最常见的恶性肿瘤之一，近年来，其发病率呈逐年增高的趋势，虽已进行广泛的研究，但其发生与发展的机制尚不明确，且行手术时多已存在转移灶，因此行根治性手术之后，部分患者出现复发，很多学者正在寻找一些客观的生物指标，用于CRC的早期诊断及预测患者侵袭转移情况。黏附分子（cell adhesion molecules，CAMs）是介导细胞与细胞或细胞与基质之间相互接触和结合的一类大分子，其中，细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管细胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）是属于免疫球蛋白超家族的黏附分子，这两种分子不仅在细胞免疫介导机制尤其是抗原提呈和识别、淋巴细胞细胞毒作用中起重要作用，而且与肿瘤的一些生物学行为如侵袭转移等均有一定联系［1］。该研究应用免疫组化和ELISA法对CRC患者组织和血清中ICAM-1和VCAM-1进行测定，探讨ICAM-1和VCAM-1在CRC发生、发展的不同阶段的作用，为CRC的诊断、治疗及预后判断提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 病例资料收集安徽医科大学第一附属医院普通外科二病区2013年4月～2014年3月78例CRC准备手术者术前空腹血清、术后肿瘤组织及癌旁正常组织标本，手术切除后均经病理证实为腺癌，CRC患者中，男53例，女25例；年龄34～78岁，中位年龄63岁；结肠癌47例，直肠癌31例；高中分化51例，低分化27例；Dukes分期：A／B期30例，C／D期48例；所有患者术前未接受放疗、化疗、生物治疗及免疫治疗；癌旁组织取自同一病人距离肿瘤边缘5 cm以上组织，病理证实均为正常结直肠组织。42例纤维结肠镜切除的结直肠腺瘤标本，男28例，女14例；年龄28～54岁，中位年龄42岁；其中管状腺瘤20例，绒毛状腺瘤14例，混合性腺瘤8例。40例正常病例均系我院同期体检者，血常规、胸透等正常，既往无心、肝、肺、肾等相关疾病。

1.2 主要试剂鼠抗人ICAM-1单克隆抗体、鼠抗人VCAM-1单克隆抗体、SP免疫组化染色试剂盒均购自安徽安科生物工程有限公司，ICAM-1和VCAM-1 ELISA试剂盒购自北京中杉金桥生物技术有限公司。

1.3 主要仪器ELISA检测仪、Nikon eclipse E800光学显微镜（日本Nikon公司）；JD801形态学图像分析仪（江苏捷达科技发展有限公司）。

1.4 实验方法

1.4.1 免疫组化法及其判断标准 所有标本经10%福尔马林固定，石蜡包埋，连续切片约4μm厚，操作步骤严格按照试剂盒说明书进行；选用ICAM-1及VCAM-1的典型阳性病例作为阳性对照，阴性对照以PBS缓冲液替代一抗。采用半定量法，光镜下分析排除非特异性染色，阳性细胞染色部位主要位于细胞膜和细胞质，呈棕褐色颗粒，以细胞着色多少划分：＜5%为阴性，5%～25%为弱阳性，26%～50%为阳性，≥51%强阳性；将阴性和弱阳性归为低表达（－），阳性和强阳性归为高表达（＋）。

1.4.2 血清ICAM-1和VCAM-1浓度测定 清晨空腹采静脉血，3 000 r／min离心10 min，于－20℃低温冰箱中保存待测，相关实验步骤严格按照说明书操作。通过ELISA法检测血清ICAM-1和VCAM-1水平，通过酶标仪测定吸光度值，绘制标准曲线，计算各样本血清浓度。

1.5 统计学处理采用SPSS 13.0统计软件进行分析，计量资料采用±s表示，采用独立样本t检验进行比较；计数资料采用χ2检验，同时计算列联系数；直线相关分析相关性。

2 结果

2.1 各组组织中ICAM-1和VCAM-1的表达免疫组化显示ICAM-1的阳性表达以细胞膜为主，细胞质中也有表达。ICAM-1在癌旁正常组织和腺瘤组织中低表达，而在CRC组织中高表达，且差异均有统计学意义（P＜0.01）；VCAM-1为细胞膜着色，部分也可呈胞质着色，其在CRC组表达明显高于癌旁正常组及腺瘤组，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1、图1。

表1 ICAM-1和VCAM-1在不同组织中的表达情况（n）

2.2 各组血清中ICAM-1和VCAM-1测定CRC组血清中ICAM-1浓度为（356.6±44.3）μg／L，明显高于正常组（237.7±34.5）μg／L，差异有统计学意义（t＝14.86，P＜0.01）；CRC组血清VCAM-1浓度为（898.6±51.2）μg／L，明显高于正常组（457.3± 35.7）μg／L，差异有统计学意义（t＝48.64，P＜0.01）。

2.3 CRC组织中ICAM-1和VCAM-1水平与各临床病理特征之间的关系CRC组织中ICAM-1及VCAM-1的表达与性别、年龄、组织学分型及肿瘤部位无关，而与Dukes分期和淋巴结转移密切相关；有淋巴结转移者及Dukes C／D期的CRC组织中ICAM-1和VCAM-1表达明显高于无转移及Dukes A／B期者，差异有统计学意义（P＜0.01）；随着分化程度的降低，组织中ICAM-1和VCAM-1表达越高，但差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.4 组织与血清中ICAM-1及VCAM-1水平的相关性分析78例CRC组织中ICAM-1和VCAM-1共高表达43例，共低表达11例，ICAM-1高表达而VCAM-1低表达6例，ICAM-1低表达而VCAM-1高表达18例，经χ2分析同时计算列联系数，CRC组织中ICAM-1和VCAM-1的表达呈正相关（χ2＝7.052，r＝0.301，P＜0.01）；CRC血清中ICAM-1和VCAM-1水平呈正相关关系（r＝0.461，P＜0.01）。

3 讨论

ICAM-1为一种介导细胞间或细胞与细胞外基质相互作用的单链跨膜糖蛋白，其广泛表达于单核细胞、淋巴细胞、血管内皮细胞和肿瘤细胞表面［2］，其以淋巴细胞功能相关抗原-1（lymphocyte function associated antigen-1，LFA-1）为配体［3］。VCAM-1也是一种跨膜糖蛋白，其在正常细胞上不表达或很少表达，通常在活化的内皮细胞、树突细胞等表达，其配体为迟现抗原-4（very late appearing antigen-4，VLA-4）。两种黏附分子主要作用是调节细胞之间和细胞与胞外基质的黏附，其还参与细胞信号转导、细胞生长与移行、免疫及炎症反应、肿瘤侵袭转移及血管生长等一系列病理生理过程［4］。

黏附分子促进肿瘤浸润和转移的机制可能为：①原发灶的相邻癌细胞间出现黏附异常，使肿瘤细胞从原发部位脱落；②肿瘤细胞脱落后在循环中运行时，黏附分子促进血管内游离癌细胞与靶器官的血管内皮细胞黏附；③肿瘤细胞自靶器官血管内传出并向基质内侵入时，黏附分子影响肿瘤细胞从血管内向血管外游出［5］。

研究［6］表明，在结肠癌组织中VCAM-1 mRNA的表达是正常对照组的3.4倍，且有转移的结肠癌组织中VCAM-1 mRNA的表达高于无转移的结肠癌组织；Epperly et al［7］认为ICAM-1通过炎症反应参与肿瘤的转移。本实验中CRC组织中有高表达的ICAM-1和VCAM-1，而癌旁正常黏膜组织和结直肠腺瘤组织没有或仅有低水平表达，且随着肿瘤分期的增高及淋巴结转移的出现，其表达程度越高，因此可推断组织中ICAM-1和VCAM-1的高表达可能参与细胞间异质性黏附，为肿瘤进一步浸润与转移提供先决条件。

Kaihara et al［8］认为，在胃癌患者血清中ICAM-1含量比正常人高，并认为血清中ICAM-1含量升高与肿瘤发展的程度相关；Charpin et al［9］认为VCAM-1与其配体VLA-4的结合激活了组织中血管内皮细胞，血管内皮细胞的激活促进了血管的生成，方便了肿瘤的转移，而且VCAM-1与VLA-4的结合有利于肿瘤细胞脱落进入血管或向邻近纤维蛋白和结缔组织基质扩散，为肿瘤进一步浸润转移创造条件。本研究CRC患者血清中ICAM-1和VCAM-1表达明显高于正常者；随着病情进展，特别是伴随着淋巴结和远处转移的发生，患者ICAM-1和VCAM-1表达显著增加，表明血清ICAM-1和VCAM-1含量在一定程度上反映了肿瘤的侵袭转移能力，其含量测定有助于CRC恶性程度的判断和预后评估，且癌组织中ICAM-1和VCAM-1的表达呈正相关性，血清中其水平也显著相关，两者在肿瘤的发展过程中起协同效应；因此，高表达的ICAM-1和VCAM-1可能是促使CRC细胞转移的重要原因。

以往较多采用免疫组化或ELISA法研究ICAM-1和VCAM-1的作用，将两者相结合的实验较少，其可进一步揭示ICAM-1和VCAM-1在CRC患者发病各阶段中的作用，为ICAM-1和VCAM-1的致病机制的研究提供证据。据推测，两种黏附分子在肿瘤微血管中的表达有利于细胞毒性淋巴细胞对肿瘤的作用并且促进单核细胞和T细胞穿过内皮细胞以促进肿瘤的血管形成［10］；另一方面，血清中ICAM-1和VCAM-1能够干扰自然杀伤细胞和淋巴细胞活化细胞对肿瘤细胞的反应活性，从而促进患者转移的发展［11］。组织中的ICAM-1和VCAM-1表达增加多发生于CRC的早期，其可进一步鉴别良恶性组织；血清中ICAM-1和VCAM-1的表达更多见于发生淋巴结和远处转移的患者，而淋巴结和远处转移是肿瘤预后的重要指标，因此血清中ICAM-1和VCAM-1可进一步揭示病情和患者预后。ICAM-1和VCAM-1在CRC组织和血清中的表达均呈正相关性，进一步揭示黏附分子在肿瘤浸润转移过程中的促进作用，其在CRC组织和外周血的表达研究为肿瘤浸润转移机制提供了更加全面的思路和方法，为肿瘤的早期诊断和治疗提供了依据。

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The expression and clinical significance of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal carcinoma

Wu Yong，Liu Yi
（Dept of General Surgery，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022）

Objective To investigate the expression of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal carcinoma and the relationship between ICAM-1，VCAM-1 and the occurrence，themetastasis of colorectal carcinoma，and to analyze the significance.MethodsImmunohistochemistry staining（S-Pmethod）was used to detect the expression of ICAM-1 and VCAM-1 on consecutive section in 78 cases of colorectal carcinoma and normalmucosa and 42 cases of colorectal adenomas.Plasma was obtained from 78 patientswith colorectal carcinoma and 40 healthy volunteers prior surgery，by an enzyme-linked immunosorbent assay（ELISA）.ResultsThere was significant difference between the high expression of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal carcinoma and the low expression in normalmucosa and adenoma（P＜0.01）.Serum ICAM-1 and VCAM-1 were significantly higher in patientswith colorectal carcinoma than those in normal control group（P＜0.01）.The ICAM-1 and VCAM-1 levelswere not related to sex，age，tumor location and histological grades（P＞0.05），but had significantly statistical difference between lymph nodemetastasis and Dukes stage（P＜0.01）.ConclusionThe increase expression of ICAM-1 and VCAM-1 in colorectal cancer suggests that the ICAM-1 and VCAM-1may play an important role in evaluation ofmalignant degree and judging the progress aswell as themechanism of colorectal cancer.

colorectal carcinoma；intercellular adhesion molecule-1；vascular cell adhesion molecule-1；IHC ELISA

R 735.3

A

1000－1492（2015）08－1124－04

2015－03－31接收

安徽省国际科技合作计划（编号：1303063016）

安徽医科大学第一附属医院普通外科二病区，合肥230022

吴 勇，男，硕士研究生；

刘 弋，男，教授，主任医师，硕士生导师，责任作者，E-mail：yiliu＠medmail.com.cn

CRC原发病灶组织中ICAM-1和VCAM-1的表达明显高于结直肠腺瘤组织和癌旁正常组织，差异有统计学意义（P＜0.01）；CRC组血清ICAM-1和VCAM-1含量明显高于正常对照组（P＜0.01）；组织中ICAM-1和VCAM-1的表达与性别、年龄、肿瘤部位及组织学分型无关（P＞0.05），但与淋巴结转移及Dukes分期有相关性（P＜0.01）。结论ICAM-1和VCAM-1在CRC原发病灶组织和外周血中均呈高表达，且随着肿瘤浸润转移的发展而增加，其可能对肿瘤的进展、恶性程度的判断及发生机制具有重要意义。