甲状腺乳头状癌原发灶与淋巴结转移灶中基质金属蛋白酶-2、组织金属蛋白酶抑制剂-2的表达对比分析
[摘要] 目的：探讨基质金属蛋白酶-2（MMP2），组织金属蛋白酶抑制剂-2（TIMP2）在甲状腺乳头状癌（PTC）中的表达。方法：采用免疫组织化学方法检测86例PTC原发灶及其中40例颈部淋巴结转移性癌灶中MMP2、TIMP2的表达。结果：伴有颈部淋巴结转移的PTC原发灶中MMP2的表达强度高于无淋巴结转移者，而前者TIMP2的表达强度低于后者，差异均有统计学意义（P<0.05）；PTC原发灶中MMP2的表达强度高于转移灶，差异有统计学意义（P<0.05），而TIMP2在原发灶与转移灶中表达强度的差异无统计学意义（P>0.05）；两者在PTC原发灶和转移灶中表达强度的自身对比差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：PTC癌组织中的MMP2/TIMP2表达比例失衡，MMP2起着主导作用，这可能是导致PTC淋巴结转移的因素之一，高MMP2/TIMP2比例蛋白组成的PTC癌细胞亚克隆在转移过程中发挥着重要的作用。
[关键词] 甲状腺肿瘤；基质金属蛋白酶-2；组织金属蛋白酶抑制剂-2
[中图分类号] R736.1 [文献标识码] Ａ[文章编号] 1673-7210（2011）11（a）-045-03
Comparative analysis of the expression of MMP2 and TIMP2 in primary and lymph node metastatic lesions of papillary thyroid carcinoma
CHEN Yifeng1, ZHANG Bailing3, LIAN Yunzong1, ZHUANG Jianliang2
1.Department of Pathology, the First Hospital Affiliated to Fujian Medical University of Quanzhou City, Fujian Province, Quanzhou362000, China;2.Departmant of Tumor Surgery, the First Hospital Affiliated to Fujian Medical University of Quanzhou City, Fujian Province, Quanzhou362000, China;3.Department of Oral, the Fujian Medical University of Fuzhou City, Fujian Province, Fuzhou350001, China
[Abstract] Objective: To explore the expressions of matrix metalloproteinase 2(MMP2) and tissue inhibitors of metalloproteinase 2 (TIMP2) in papillary thyroid carcinomas (PTC). Methods: The expressions of MMP2 and TIMP2 were detected in 86 cases of primary lesions and 40 cases of metastatic foci in cervical lymph nodes by immunohistochemistry. Results: The expression level of MMP2 in primary lesion of PTC with cervical lymph nodes metastases was higher than that without metastases. Otherwise the expression level of TIMP2 of the former was lower than that of the latter. Both differences were statistically significant (P<0.05); the expression level of MMP2 in primary lesion of PTC was significantly higher than that of metastatic foci in cervical lymph nodes (P<0.05). Whereas the difference between the expression of TIMP2 of the former and that of the latter was not statistically significant(P>0.05); the expression levels of MMP2 and TIMP2 between primary carcinoma foci and autologous metastatic ones were also different. Both differences were statistically significant(P<0.05). Conclusion: The disequilibrium of MMP2/TIMP2 expression in carcinoma tissue with the major factor of MMP2 maybe one of the causes of cervical lymph node metastasis of PTC, in which the subcloning carcinoma cells in PTC with protein composition of high MMP2/TIMP2 ratio play an important role.
[Key words] Thyroid neoplasms; MMP2; TIMP2
甲状腺乳头状癌（PTC）是肿瘤外科的常见病，约占甲状腺恶性肿瘤的50%，在沿海地区似更常见，且其发病率呈逐年上升趋势，其具有强烈的早期淋巴结转移倾向，约有1/2患者初诊时伴有颈部淋巴结肿大，很多临床检查淋巴结阴性的患者其实已存在淋巴结转移。活化的基质金属蛋白酶（MMP）与组织金属蛋白酶抑制剂（TIMP）之间的相对平衡状态是决定细胞外基质是否被降解的关键，两者平衡失调往往导致肿瘤侵袭转移，组织金属蛋白酶抑制剂-2（TIMP2）与基质金属蛋白酶-2（MMP2）有很强的亲和力，TIMP2主要抑制MMP2活性，对MMP家族其他成员的活性也有抑制作用，能阻断所有被激活的MMP的水解酶活性，很少受细胞因子的诱导。本实验旨在分析MMP2、TIMP2在PTC原发灶及淋巴结转移灶中的表达对比状况，探讨其与PTC颈部淋巴结转移的关系。
1资料与方法
1.1一般资料
收集2002年1月~2005年12月福建医科大学附属泉州第一医院术后病理确诊的86例PTC病例（术前患者均未接受放疗或化疗），男21例，女65例，年龄18~86岁，平均38岁，中位年龄33岁，其中伴有颈部淋巴结癌转移者40例。所有患者的术后切除标本均经10%中性福尔马林固定10~12 h后取材，由全自动脱水机脱水、透明、浸蜡，然后石蜡包埋制成蜡块，对照HE切片随机挑取含有较为丰富癌组织的PTC原发与淋巴结转移癌灶的蜡块连续切片，待免疫组化染色备用。
1.2方法
采用S-P免疫组化法染色。一抗鼠抗人即用型抗体MMP2（克隆号：42-5D11）、一抗兔抗人即用型抗体TIMP2、通用型Ultrasensitive S-P试剂盒及DAB显色试剂盒均购自福州迈新生物技术公司。用PBS缓冲液代替一抗做阴性对照，用已知阳性组织切片做阳性对照，严格按试剂盒说明书进行操作。
1.3结果判断
MMP2和TIMP2的阳性信号定位于细胞浆，以细胞浆内出现棕黄色颗粒沉着为阳性染色。由两位高年资病理医师采用双盲法对PTC原发和颈部淋巴结转移癌灶的免疫组化染色切片进行观察，每张切片随机选取10个高倍视野（×400），按照相关文献所载的双评分半定量法[1-2]，根据细胞浆的染色程度及阳性细胞百分率进行评分：细胞无染色为0分，浅棕黄色为1分，棕黄色为2分，棕褐色为3分；阳性细胞占全部癌细胞百分率≤5%为0分，6%~25%为1分，26%~50%为2分，51%~75%为3分，>75%为4分，将每张切片着色程度得分与阳性细胞百分率得分各自相乘之积为其最后得分，0分为（-），1～4分为（+），5~8分为（++），9~12分为（+++）。
1.4统计学方法
用SPSS 11.5软件包对数据进行统计学分析，采用非参数秩和检验Mann-Whitney方法和配对符号秩和检验Wilcoxon方法，以P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1 甲状腺乳头状癌原发灶中基质金属蛋白酶-2、组织金属蛋白酶抑制剂-2蛋白表达强度的比较
MMP2以PTC的浸润前缘处的表达尤为明显，而且MMP2在PTC的纤维脉管性乳头间质中的纤维母细胞、吞噬细胞出现阳性表达。伴有颈部淋巴结转移的PTC原发灶中MMP2的表达强度高于无淋巴结转移者（Z=-4.416），而前者TIMP2的表达强度低于后者（Z=-4.823），两者的差异均有统计学意义（P<0.05），见表1。
2.2 甲状腺乳头状癌原发灶和转移灶中基质金属蛋白酶-2、组织金属蛋白酶抑制剂-2蛋白表达强度的比较
PTC原发灶中MMP2的表达强度高于转移灶（Z=-2.481，P<0.05），而TIMP2在原发灶与转移灶中表达强度的差异无具统计学意义（Z=-1.713，P>0.05），见表2。
2.3 甲状腺乳头状癌原发灶和转移灶中基质金属蛋白酶-2、组织金属蛋白酶抑制剂-2蛋白的自身对照
MMP2在同一例PTC原发灶的表达强度高于转移灶者有1例，等于转移灶者有21例，低于转移灶者有18例；TIMP2在同一例PTC原发灶的表达强度高于转移灶者有10例，等于转移灶者有30例，低于转移灶者0例，MMP2和TIMP2在同一PTC病例的原发灶和转移灶中对比表达的强度差异均有统计学意义（Z=-3.295，P<0.05；Z=-3.162，P<0.05）。
3讨论
肿瘤的转移与蛋白酶有关，尤其是肿瘤细胞分泌的基质金属蛋白酶（matrix metal-proteinases，MMPs），组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitors of metalloproteinases，TIMPs）能特异性与激活状态的MMPs以1∶1克分子比例发生非共价键稳定结合，使MMPs失去活性，因此目前认为MMP/TIMP的平衡是维持细胞外基质内环境稳定的重要因素[3-4]。在这些MMPs成员中，MMP2又称“明胶酶A”，是Ⅳ型胶原酶中的一种，是在肿瘤侵袭转移过程中最直接和最重要的基质金属蛋白酶，TIMP2可特异性结合MMP2，阻止酶原的活化及其与细胞表面接触，从而抑制MMP2降解基底膜的活性[5-6]。甲状腺癌是肿瘤外科的常见病，近年来其发病率有上升趋势，且发病年龄趋向年轻化[7]，PTC是甲状腺癌中最常见的类型，其具有强烈的早期淋巴结转移倾向，约有1/2患者初诊时伴有颈部淋巴结肿大，很多临床检查淋巴结阴性的患者其实已存在淋巴结转移。本实验旨在分析MMP2、TIMP2在PTC原发灶及淋巴结转移灶中的表达对比状况，探讨它们与PTC颈部淋巴结转移的关系。
本研究结果发现在86例PTC癌组织以及其中40例颈部淋巴结转移癌灶中，有转移组MMP2的表达显著高于无转移组，而转移组的TIMP2的表达显著低于无转移组，其差异均有统计学意义，这提示了PTC癌组织中的MMP2/TIMP2比例失衡，破坏了细胞外基质内环境的稳态，促发了基质的降解过程，从而使PTC容易发生转移。此外，MMP2以PTC的浸润前缘处的表达尤为明显，这说明MMP2的表达与PTC的浸润有关，而且MMP2在PTC的纤维脉管性乳头间质中的纤维母细胞、吞噬细胞出现阳性表达，究其原因这可能是肿瘤细胞通过可溶性介质或膜结合分子与间质细胞进行信息交换，协同产生和调节MMP2，以有利于肿瘤细胞的浸润与转移[8]。
从MMP2和TIMP2在PTC原发灶和转移灶中对比表达情况的这个角度进行分析，结果得知：PTC转移灶中MMP2的表达强度显著高于原发灶，而TIMP2在原发灶与转移灶中表达强度的差异无统计学意义，但是两者在同一PTC病例的原发灶和转移灶中表达强度自身对比的差异均有统计学意义。这说明MMP2在PTC转移灶中表达增强，而且可能是在MMP2/TIMP2平衡失调中起着主导作用，由此推测癌组织中的部分癌细胞分子表型发生了改变，它们可能是独立的亚克隆，这种癌细胞胞浆具有高MMP2/TIMP2比例的蛋白组成，使得这种PTC癌细胞的转移侵袭力增强，这或许是PTC容易发生早期淋巴结转移的助推因素之一。
影响PTC颈部淋巴结转移的因素很多，其中与多种分子的表达异常有关，对比研究转移灶和原发灶的癌细胞的分子表型，有助于发现具有高转移能力的癌细胞亚克隆。综上所述，PTC癌组织中的MMP2/TIMP2表达比例失衡，可能是导致PTC淋巴结转移的因素之一，高MMP2/TIMP2比例蛋白组成的PTC癌细胞亚克隆在其中起着主导作用，这也许将对PTC针对性的基因干预治疗有启迪作用。
[参考文献]
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（收稿日期：2011-07-29）