TPI1在肺腺癌中的表达及预后分析

郝 玮,卢元丽,张轶华,李秀荣,李 莉,赵丽波

(首都医科大学大兴医院 肿瘤科,北京102600)

肺癌5年生存率只有约20%-30% ，尽管肺癌治疗取得了不错的进展，但肺腺癌的生存率仍不理想[1-3]。正常细胞在缺氧状态时，葡萄糖先生成丙酮酸，再转为乳酸。细胞不缺氧时，丙酮酸进入三羧酸(TCA)循环代谢[4]。然而肿瘤细胞即使在氧含量正常的肿瘤微环境中，也倾向于把糖酵解当做能量的主要代谢来源，这种现象称为Warburg效应[5]。抑制肿瘤糖酵解途径往往能够有效抑制肿瘤细胞的增殖[6]。磷酸丙糖异构酶(TPI1)是可催化丙糖磷酸异构体在二羟丙酮磷酸和D型甘油醛-3-磷酸之间转换的一种生物酶，在糖酵解中发挥重要作用[7]。本研究拟探究TPI1在肺腺癌中的表达、揭示TPI1与肺腺癌临床病理特征的关联及其预后价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取首都医科大学大兴医院2011年9月-2015年12月诊治的肺腺癌患者54例。纳入患者术前均未接受治疗。经医院医学伦理委员会批准，所有患者均知晓该研究意义、目的，自愿参与。癌旁正常组织标准为：组织距离肿瘤边缘大于2 cm，且病理证实为正常。所有病理切片均经2位病理医师结合WHO提出的肺癌分类标准分别确诊病理类型为肺腺癌。

1.2 临床病理资料和随访收集患者临床病理资料，包括性别、年龄，评估患者TNM分期，手术后是否接受放疗、化疗，随访患者术后预后生存状况。

1.3 方法兔抗人TPI1多克隆抗体购自Abcam 公司(ab96696)；EnvisionTM 试剂盒、DAB显色试剂盒购自DAKO 公司；石蜡切片机购自Leica 公司。行免疫组织化学染色(EnVision法)，具体步骤参考上述试剂盒说明书。

1.4 免疫组化阳性结果判定标准肺腺癌和癌旁正常肺组织TPI1染色阳性表现为镜下肿瘤细胞质棕色染色。光镜下随机3个视野拍照。根据染色强度进行评分：阴性=0，弱阳性=1，中等阳性=2，强阳性=3。阳性染色细胞数分级为：<10%(阴性=0)，10%-<30%(弱阳性=1)，30%-<50%(中等阳性=2)，≥50%(强阳性=3)。计算每个视野的得分之和，取其平均值作为TPI1的相对表达水平：≥3 时判定为相对高表达，<3 时判定为低表达。

1.5 统计学处理采用 SPSS 20.0 统计软件。计数资料按照率表示，组间比较通过χ2检验。以 Cox比例风险回归模型评估患者的临床预后，绘制Kaplan-Meier 曲线，采用 log-rank检验比较TPI1高、低表达患者预后差异。P<0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 TPI1在肺腺癌组织中的表达与临床特征的关系肺腺癌的典型HE染色形态和TPI1典型免疫组化染色如图1所示，TPI1在肺腺癌患者中阳性率为74.1%(40/54)，其中36例高表达，4例低表达；25.9%(14/54)患者TPI1表达阴性，同时在所有癌旁肺组织中均为阴性。临床病理分析显示，肺腺癌组织中TPI1的表达与患者的性别、T 分期无关(均P>0.05)。但与年龄(P=0.026)、N分期和肿瘤分期均相关 (均P<0.001)。在TPI1 相对高表达组(36例)中，淋巴结转移阳性 28例、阴性 8 例，Ⅰ/Ⅱ期 9例、Ⅲ/Ⅳ期 27 例；而TPI1相对低表达组(18例)中，淋巴结转移阳性2例、阴性 14 例，Ⅰ/Ⅱ期13 例、Ⅲ/Ⅳ期 5 例；两组比较差异均有统计学意义(均P<0.001)，见表1。

图1 (A)肺腺癌典型HE染色 可见到腺癌由新生柱状细胞或立方细胞组成，排列形成腺样结构且有纤维基质支持。细胞核大或不规则，往往包含显著的核仁，可见黏蛋白存在于细胞质中。(B)TPI1高表达病例典型IHC染色 染色强度为强阳性，阳性染色细胞数≥50%。(C)TPI1低表达病例典型IHC染色 染色强度为弱阳性，阳性染色细胞数10%-30%。(D)TPI1免疫组化染色阴性肺腺癌

表1 TPI1在肺腺癌组织中的表达与临床特征的关系[例(%)]

2.2 肺腺癌预后影响因素分析单因素分析结果显示，TPI1表达是肺腺癌患者预后的影响因素(log-rank test,P=0.02)，如图2所示。36 例TPI1相对高表达患者的平均1年生存率为88.9%，3年生存率为44.4%，5年生存率为33.3%；18例TPI1相对低表达患者的平均1年生存率为94.4%，3年生存率为77.8%，5 年生存率为72.2%。进一步多因素分析结果显示，TPI1 表达(P=0.012)和N分期(P=0.008)是肺腺癌患者总生存预后的独立影响因素，见表2。

图2 肺腺癌组织中 TPI1高表达与低表达患者的生存曲线

表2 肺腺癌预后影响因素的多因素分析

3 讨论

肺癌是全世界癌症发病率和死亡率最高的疾病之一，肺腺癌属于非小细胞肺癌。与鳞状细胞肺癌不同的是，肺腺癌在女性和不抽烟者发生多。肺腺癌源于支气管黏膜上皮，少数起源于大支气管的黏液腺。其发病率比鳞癌和未分化癌低，发病年龄较小。多数腺癌由小支气管起源，表现为周围型肺癌，早期一般没有明显症状，往往在体检胸部 X 线检查时被发现。其肿瘤的典型影像学表现为圆形或椭圆形肿块，一般生长较慢，不过有时早期即发生血行转移，但是淋巴转移则通常较晚发生。肺腺癌的5年生存率通常仅20%-30%[1,7]。因此，探索肺腺癌发生、发展的可能的分子机制，对提高治疗水平，改善病人临床预后至关重要。

TPI1由12号染色体短臂13区的单基因编码，一般以二聚体形式稳定存在，在生物之间具有很高的保守性。TPI1是在细胞经典的糖酵解途径中，由1,6-二磷酸果糖裂解生成的磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛，促进二者之间的相互转化。并且将糖酵解途径与磷酸戊糖途径、糖酵解途径和甘油磷脂类代谢、糖酵解途径以及丙酮醛途径相互关联起来[8-9]。TPI1的其他生物学功能如TPI1能促进虾白斑综合征病毒的复制；遗传性缺失TPI1导致包括心肌病、溶血性贫血(常染色体隐性遗传病)、神经功能异常(精神分裂)等遗传性疾病的发生，而且严重者可导致早期儿童死亡[10-11]，这与敲除TPI1，蛋白活性降低所导致的底物累积有关。

许多研究表明，TPI1在多种肿瘤中表达上调，包括胃癌[11]、前列腺癌[12]、结直肠癌[13]、乳腺癌[14]等。此外，TPI1表达增加与转移表型有关。Linge等显示葡萄膜黑色素瘤发生转移的患者TPI1表达增加[15]。在另一项通过蛋白质组学分析研究胆囊癌转移相关蛋白的研究中，发现TPI在高转移细胞系中上调[16]。

本研究通过TPI1基因在肺腺癌内的蛋白表达特征、临床病理联系和患者临床生存预后间的相关性研究发现，TPI1在肺腺癌组织中的表达水平高于癌旁肺组织(癌旁阴性)。TPI1高表达与年龄、N 分期和肿瘤分期相关，这提示TPI1在肺腺癌中发挥促癌的角色，可能主要是通过促进肺腺癌发生淋巴结转移促进了肿瘤的发展。此外，通过基于log-rank test的生存分析和Cox多因素分析结果均表明 TPI1 高表达与更差的预后相关，提示 TPI1 是肺腺癌的独立危险因子。