徐大釗 林育林 馬茹 李曌 閆風(fēng)彩 趙鑫 陳佳梅 李雁
腹膜假黏液瘤(pseudomyxoma peritonei,PMP)是一種以黏蛋白持續(xù)分泌為主要臨床病理特征的惡性腫瘤綜合征[1]。鳥苷酸結(jié)合蛋白α亞基基因(guanine nucleotide binding protein alpha stimulating,GNAS)突變?yōu)镻MP中的高頻突變[2],導(dǎo)致鳥苷酸結(jié)合蛋白α亞基[guanine nucleotide binding protein G(s) subunit alpha,Gsα]中三磷酸鳥苷(guanosine triphosphate,GTP)酶活性降低,使GTP與Gsα蛋白持續(xù)結(jié)合,激活環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)-蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)-cAMP效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP response element-binding protein,CREB)信號(hào)傳導(dǎo)通路,激活黏蛋白2(Mucin2,MUC2)基因,致黏液持續(xù)分泌。本研究探討Gsα蛋白表達(dá)與PMP臨床病理特征的相關(guān)性,探索PMP診療的新靶點(diǎn)。
納入首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院臨床病理信息完整的65例PMP患者,臨床病理資料包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、既往治療史、卡氏(Karnofsky performance status score,KPS)評(píng)分、腫瘤標(biāo)志物;PCI評(píng)分、CC評(píng)分、腹水量;組織病理分級(jí)、Ki-67、p53、黏蛋白家族(MUC1、MUC2、MUC5AC、MUC6);生存狀態(tài)、總生存期。
1.2.1 HE染色和免疫組織化學(xué)法檢測(cè) 10%中性甲醛液固定標(biāo)本,常規(guī)石蠟包埋,4 μm厚度連續(xù)切片,進(jìn)行HE染色(DAKO全自動(dòng)HE染色機(jī),購(gòu)自美國(guó)Agilent公司)。免疫組織化學(xué)采用4 μm切片脫石蠟,在分級(jí)系列的乙醇中再水化,并在檸檬酸鹽緩沖液(pH 6.0)中微波處理10 min,使用0.3%H2O2阻斷內(nèi)源過氧化物酶活性,使用標(biāo)準(zhǔn)方案在自動(dòng)免疫組織化學(xué)染色機(jī)(DAKO全自動(dòng)免疫組化染色機(jī),購(gòu)自美國(guó)Agilent公司)中處理組織。免疫組織化學(xué)抗體:MUC-1(克隆號(hào)EP85,購(gòu)自美國(guó)OriGene公司),MUC-2(克隆號(hào)Ccp58,購(gòu)自美國(guó)OriGene公司),MUC-5AC(克隆號(hào)EP362,購(gòu)自美國(guó)OriGene公司),MUC-6(克隆號(hào)MRQ-20,購(gòu)自美國(guó)OriGene公司),GNAS抗體(克隆號(hào)OTI7A6,購(gòu)自美國(guó)Invitrogen公司),Ki-67(克隆號(hào)UMAB107,購(gòu)自美國(guó)OriGene公司,),p53(克隆號(hào)DO7,購(gòu)自美國(guó)OriGene公司)。所有抗體在室溫下孵育1 h,用二氨基聯(lián)苯胺顯色,并用Mayer蘇木精對(duì)比染色。按照說明書設(shè)立陽(yáng)性對(duì)照,PBS代替一抗作為陰性對(duì)照。
1.2.2 結(jié)果判定 PMP組織病理分級(jí):按照腹膜表面腫瘤國(guó)際聯(lián)盟(Peritoneal Surface Oncology Group International,PSOGI)(2016)標(biāo)準(zhǔn)[3]分4類:1)無細(xì)胞性黏液;2)腹膜低級(jí)別黏液癌;3)腹膜高級(jí)別黏液癌;4)腹膜高級(jí)別黏液癌伴印戒細(xì)胞。
1.2.3 基于IPP 6.0的Gsα蛋白半定量評(píng)估 圖像采集:首先,由一位高年資病理醫(yī)師選擇每例患者最具診斷代表性的1張Gsα蛋白IHC切片。Gsα蛋白以胞膜或胞漿內(nèi)出現(xiàn)棕色或深棕色顆粒定義為陽(yáng)性(+)。其次,在低倍鏡(×100)下選擇腫瘤細(xì)胞最密集的熱點(diǎn)區(qū);最后,于熱點(diǎn)區(qū)高倍鏡下(×400),逆時(shí)針選擇右上、左上、左下、右下、中央5個(gè)視野。所有圖片均經(jīng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)處理(包括背景顏色、標(biāo)尺、測(cè)量參數(shù))[4]后采用IPP 半定量評(píng)估。
染色強(qiáng)度的IPP半定量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):勾畫每一個(gè)視野中獨(dú)立癌巢的邊界;以平均光密度值(mean integrated optical density,mIOD)描述Gsα蛋白染色強(qiáng)度,計(jì)算mIOD值(癌巢陽(yáng)性IOD值/癌巢陽(yáng)性面積)。收集每張切片5個(gè)視野mIOD值,取平均值,根據(jù)其四分位數(shù)(25%、50%、75%)分為4個(gè)區(qū)間,規(guī)定<25%者為1分;25%~50%者2分;50%~75%者3分;≥75%者4分[5]。
染色范圍的IPP半定量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):以染色陽(yáng)性面積比(positive area ratio,PAR)描述Gsα蛋白染色范圍:計(jì)算PAR(癌巢陽(yáng)性面積/癌巢面積)。收集每張切片5個(gè)視野PAR值,取平均值,根據(jù)其四分位數(shù)(25%、50%、75%)分為4個(gè)區(qū)間,規(guī)定< 25%者為1分;25%~50%者2分;50%~75%者3分;≥75%者4分[5]。
Gsα蛋白染色特征的IPP半定量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):采用染色強(qiáng)度+范圍的綜合評(píng)分,根據(jù)mIOD值和PAR值的總分(2~8分,中位5分),規(guī)定≥5分為高表達(dá),<5分為低表達(dá)。
1.2.4 隨訪 包括生存狀態(tài)和總生存期??偵嫫冢╫verall survival,OS)定義為臨床發(fā)病日期至疾病相關(guān)死亡日或隨訪截止日期,末次統(tǒng)一電話隨訪或門診隨訪日期為2021年12月31日,隨訪率為100%。
采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)、Fisher確切概率法;二分類變量的多因素相關(guān)性分析采用Logistic回歸;生存分析采用Kaplan-Meier生存函數(shù)、Log-rank檢驗(yàn)、Cox回歸模型;采用單因素和多因素分析方法篩選影響生存的獨(dú)立預(yù)后因素。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
65例患者中位年齡56(29~75)歲,男性24例(36.9%),女性41例(63.1%),KPS評(píng)分中位90(70~100)分,BMI中位22.8(15.2~34.4)kg/m2。術(shù)中腹水量中位600(0~10 000)mL,PCI評(píng)分中位30(3~39)分,術(shù)后CC評(píng)分中位1(0~3)分。低級(jí)別PMP 35例(53.8%),高級(jí)別或高級(jí)別伴印戒細(xì)胞PMP 30例(46.2%),脈管瘤栓4例(6.2%),神經(jīng)侵犯3例(4.6%),淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移4例(6.2%)。
2.2.1 Gsα蛋白定位和定性表達(dá) Gsα蛋白在PMP組織中表達(dá)部位主要集中在胞膜/胞漿,呈棕色或深棕色顆粒狀或彌漫型表達(dá),而黏蛋白和細(xì)胞核不著色。
2.2.2 Gsα蛋白半定量表達(dá)分析 1)染色強(qiáng)度評(píng)分結(jié)果:根據(jù)IPP 6.0軟件分析,染色強(qiáng)度中位mIOD值為207.82(120.29~296.93)。按照四分位數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),mIOD值120.29~178.61為1分,有16例(24.6%),染色特征為棕黃色顆粒狀分布(圖1A);mIOD值178.61~207.82為2分,有16例(24.6%),染色特征為棕紅色,彌漫型分布(圖1B);mIOD值207.82~250.07為3分,有17例(26.2%),染色特征為深棕色彌漫型密集不均分布(圖1C);mIOD值250.07~296.93為4分,有16例(24.6%),染色特征為棕褐色彌漫型密集一致分布(圖1D)。
圖1 基于mIOD值的Gsα蛋白表達(dá)強(qiáng)度特征 (IHC× 400)
2)染色范圍評(píng)分結(jié)果:根據(jù)IPP 6.0軟件分析,染色范圍中位PAR值為0.63(0.41~0.86)。按照四分位數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),PAR值0.41~0.57為1分,有16例(24.6%),特征:胞漿內(nèi)較多黏液,染色陽(yáng)性范圍最?。▓D2A);PAR值0.57 ~ 0.63為2分,有17例(26.2%),特征:胞漿內(nèi)黏液減少,染色陽(yáng)性范圍有所增大(圖2B);PAR值0.63~0.71為3分,有15例(23.1%),特征:胞漿內(nèi)較少黏液,染色陽(yáng)性范圍明顯增大(圖2C);PAR值0.71~0.86為4分,有17例(26.2%),特征:胞漿內(nèi)最少黏液,染色陽(yáng)性范圍最大(圖2D)。
圖2 基于PAR值的Gsα蛋白表達(dá)范圍特征 (IHC× 400)
3)Gsα蛋白表達(dá)綜合評(píng)分結(jié)果:將上述強(qiáng)度評(píng)分加范圍評(píng)分,得到Gsα蛋白表達(dá)的綜合評(píng)分(表1)。其中Gsα蛋白高表達(dá)(≥ 5分)35例(53.8%),低表達(dá)(<5分)30例(46.2%)。在Gsα蛋白表達(dá)綜合評(píng)分(2~8)范圍,高級(jí)別或高級(jí)別伴印戒細(xì)胞的組織病理分級(jí)所占比重分別為33.3%、36.4%、25.0%、33.3%、66.7%、66.7%、80.0%(圖3)。伴隨Gsα蛋白綜合評(píng)分的增高,高級(jí)別或高級(jí)別伴印戒細(xì)胞的組織病理分級(jí)所占比重有增高趨勢(shì)。
圖3 基于IPP 6.0軟件測(cè)算Gsα蛋白表達(dá)與組織病理分級(jí)的相關(guān)性
表1 Gsα蛋白表達(dá)綜合評(píng)分結(jié)果
單因素分析顯示,Gsα蛋白高表達(dá)與下列5個(gè)臨床病理指標(biāo)呈正相關(guān):術(shù)前腫瘤標(biāo)志物(χ2=3.68,P=0.087)、術(shù)中腹水量(χ2= 3.69,P=0.055)、腹膜癌指數(shù)評(píng)分(peritoneal cancer index,PCI)(χ2=3.12,P=0.077)、腫瘤細(xì)胞減滅程度評(píng)分(completeness of cytoreduction,CC)(χ2=2.72,P=0.099)、組織病理分級(jí)(χ2=5.85,P=0.016)。多因素分析顯示,Gsα蛋白高表達(dá)僅與1個(gè)病理指標(biāo)呈獨(dú)立正相關(guān):高級(jí)別或高級(jí)別伴印戒細(xì)胞的組織病理類型(OR=3.47,95%CI:1.1~15.6,P=0.029)。
中位隨訪時(shí)間26.8個(gè)月(95%CI:15.0~38.6個(gè)月)。21例(32.3%)死亡,44例(67.7%)生存,中位OS為79.4個(gè)月(95%CI:44.6~114.2個(gè)月)。1、2、3、5年生存率分別為96.7%、89.9%、79.4%、55.1%(圖4A)。
單因素生存分析顯示,影響PMP預(yù)后的主要臨床病理特征包括:年齡(P=0.041,圖4B)、既往手術(shù)(P=0.028,圖4C)、神經(jīng)侵犯(P=0.006,圖4D)、病理分級(jí)(P=0.026,圖4E)、Gsα蛋白表達(dá)(P=0.022,圖4F)。多因素分析顯示,年齡、既往手術(shù)、病理分級(jí)和Gsα蛋白表達(dá)為獨(dú)立預(yù)后因素(表2)。
表2 65例PMP患者多因素生存分析
PMP臨床病理的主要特征是黏蛋白的持續(xù)分泌。黏蛋白的過度分泌有利于包裹腫瘤細(xì)胞并提供適宜腫瘤生長(zhǎng)的微環(huán)境[6],過度分泌的黏蛋白呈進(jìn)行性積聚和硬化,導(dǎo)致惡性腸梗阻[7],為PMP的主要臨床死因[8]。
PMP中啟動(dòng)黏蛋白持續(xù)分泌的分子機(jī)制主要是GNAS基因突變[9-12]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道GNAS基因在PMP中的突變率為40%~77%[13-14],為PMP高頻突變。GNAS基因突變導(dǎo)致Gsα蛋白持續(xù)活化與表達(dá),并激活cAMP-PKA-CREB信號(hào)傳導(dǎo)通路,上調(diào)MUC2基因表達(dá),導(dǎo)致黏蛋白分泌持續(xù)亢進(jìn),被認(rèn)為可能是PMP發(fā)生、發(fā)展的核心分子病理機(jī)制[2,15]。故探索Gsα蛋白表達(dá)與臨床病理特征的相關(guān)性研究,有可能為PMP治療提供新的線索,有助于PMP的臨床風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)和預(yù)后評(píng)估。
本研究定量分析65例PMP臨床病理標(biāo)本的Gsα蛋白表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)Gsα蛋白高表達(dá)與高級(jí)別或高級(jí)別伴印戒細(xì)胞的組織病理分級(jí)呈顯著正相關(guān)。2016年P(guān)SOGI關(guān)于PMP組織病理分級(jí)的共識(shí)認(rèn)為,腹膜高級(jí)別黏液癌的組織病理特點(diǎn)即包括腫瘤性黏液上皮豐富(占腫瘤體積>20%),因此本研究從分子病理方面證實(shí)腹膜高級(jí)別黏液癌或高級(jí)別黏液癌伴印戒細(xì)胞富集黏液性上皮的組織病理特點(diǎn)。
生存分析顯示影響PMP預(yù)后的主要臨床病理特征包括年齡、既往手術(shù)、神經(jīng)侵犯、組織病理分級(jí)、Gsα蛋白表達(dá),其中年齡、既往手術(shù)、神經(jīng)侵犯、病理分級(jí)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[16-19]。神經(jīng)侵犯、脈管瘤栓、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是多種實(shí)體瘤最典型的組織病理學(xué)核心特征,體現(xiàn)腫瘤的侵襲性,也可表征PMP的腫瘤生物學(xué)行為[7]。Gsα蛋白高表達(dá)在該研究中證實(shí)為PMP獨(dú)立預(yù)后因素,證實(shí)Gsα蛋白高表達(dá)促進(jìn)黏蛋白的持續(xù)分泌,提示不良預(yù)后。Gsα蛋白高表達(dá)構(gòu)成了PMP組織病理分級(jí)、黏蛋白持續(xù)分泌、不良預(yù)后的共同分子病理基礎(chǔ)。
目前臨床中缺乏Gsα蛋白免疫組織化學(xué)定性、定量表達(dá)的診斷共識(shí)。本研究基于IPP病理圖像分析的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和既往研究結(jié)果,對(duì)Gsα蛋白免疫組織化學(xué)結(jié)果進(jìn)行了客觀定量,創(chuàng)新性的提出mIOD、PAR兩個(gè)量化指標(biāo)來綜合評(píng)價(jià)Gsα蛋白表達(dá),結(jié)果與既往文獻(xiàn)報(bào)道與臨床預(yù)后較一致[7,20]。
總之,本研究采用定量免疫組織化學(xué)方法研究Gsα蛋白表達(dá)與PMP主要臨床病理特征與預(yù)后的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)Gsα蛋白高表達(dá)者腫瘤的惡性生物學(xué)行為更強(qiáng),與PMP預(yù)后相關(guān),提示Gsα蛋白可作為干預(yù)治療的靶點(diǎn)。