中国医科大学学报  2020, Vol. 49 Issue (4): 321-325, 330

文章信息

徐丹, 邱雪杉
XU Dan, QIU Xueshan
ETV4在胃肠道间质瘤中的表达及其临床意义
ETV4 expression in gastrointestinal stromal tumors and its clinical significance
中国医科大学学报, 2020, 49(4): 321-325, 330
Journal of China Medical University, 2020, 49(4): 321-325, 330

文章历史

收稿日期:2019-03-11
网络出版时间:2020-04-16 11:22
ETV4在胃肠道间质瘤中的表达及其临床意义
徐丹1 , 邱雪杉1,2     
1. 中国医科大学 附属第一医院病理科, 沈阳 110001;
2. 中国医科大学 基础医学院病理学教研室, 沈阳 110122
摘要目的 探讨ETV4在胃肠道间质瘤(GIST)组织中表达及其与危险度等临床病理特征的关系,以及ETV4与GIST中C-KIT,血小板衍生生长因子受体α(PDGFR-α)基因突变的关系。方法 采用免疫组化方法检测ETV4在91例GIST中的表达情况,采用直接测序法对91例GIST病例进行测序。结果 在GIST组织中,有39例(42.9%)ETV4呈强阳性表达,34例(37.4%)呈中等阳性表达。ETV4表达与患者肿瘤大小,核分裂像,Ki67增殖指数,肝转移有关(P < 0.05)。ETV4表达水平与危险度呈显著正相关(r=0.387,P < 0.001);此外,ETV4表达水平与C-KIT基因突变呈显著正相关(r=0.324,P=0.008),ETV4表达水平与突变型GIST呈显著正相关(r=0.325,P=0.005)。结论 ETV4转录因子可以作为临床判定GIST生物学行为的重要指标,并且可能会成为治疗GIST的新靶点。
关键词胃肠道间质瘤    ETV4    危险度    C-KIT    血小板衍生生长因子受体α    
ETV4 expression in gastrointestinal stromal tumors and its clinical significance
XU Dan1 , QIU Xueshan1,2     
1. Department of Pathology, The First Affiliated Hospital, China Medical University, Shenyang 110001, China;
2. Department of Pathology, College of Basic Medical Sciences, China Medical University, Shenyang 110122, China
Abstract: Objective To investigate the ETV4 expression in gastrointestinal stromal tumors (GISTs) and its relationship with clinicopathological factors such as the risk rank of GISTs, and the relationship between ETV4 and C-KIT, a platelet-derived growth factor receptor-α (PDGFR-α) gene mutation in GISTs. Methods Immunohistochemistry was performed to assess the ETV4 expressions in 91 GISTs, for which direct sequencing was performed. Results Of the GISTs, 39 (42.9%) and 34 (37.4%) showed strong and moderate positive expressions of ETV4. ETV4 expression correlated with tumor size, tumor mitotic count, the proliferation index of Ki67, and liver metastasis (P < 0.05), and positively correlated with the risk rank of GISTs (r=0.387, P < 0.001). In addition, it positively correlated with the C-KIT gene mutation (r=0.324, P=0.008) and the mutation type of GISTs (r=0.325, P=0.005). Conclusion The ETV4 transcription factor can be used as an important index to determine the biological behavior of GISTs and may be a new therapeutic target for GISTs.

胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumor,GIST)是胃肠道最常见的间叶源性肿瘤[1],可发生C-KIT和血小板衍生生长因子受体α(platelet-derived growth factor receptors-α,PDGFR-α)基因突变[2]。大约10%~30%的GIST发生转移,是具有恶性潜能的肿瘤[3]。准确判断GIST生物学行为是治疗的关键。迄今为止,尚没有公认的生物学指标来判断其生物学行为。

ETV4是多瘤促活化因子3(polyoma enhancer activator 3,PEA3)家族成员之一,在细胞的生长、侵袭以及转移中发挥着重要的作用[4-5]。因此,本研究旨在探讨ETV4转录因子在GIST的表达及其与临床病理特征的关系,以及ETV4与C-KITPDGFR-α基因突变的关系。

1 材料与方法 1.1 标本

收集2012年至2018年2月中国医科大学附属第一医院病理科确诊为GIST的石蜡标本,共91例为实验组。同时随机选取10例实验组的癌旁正常胃肠道组织设为对照组。纳入标准:病理及免疫组化确诊,免疫组化项目包含Ki67;危险度分级明确;完整的临床病历资料;组织蜡块材料充足。排除标准:病理或免疫组化无法确诊;危险度分级不明确;不具有完整的临床病历资料;组织蜡块材料较少。

1.2 试剂及仪器

兔抗人多克隆抗体ETV4(HPA005768)购自美国Sigma公司。兔SP检测试剂盒(KIT-9710),PBS缓冲液以及DAB显色液均购于福州迈新生物有限公司。

1.3 方法

1.3.1 免疫组化

采用免疫组化SP法,测定ETV4在GIST组织中的表达情况。标本石蜡块切片4 μm厚,在75 ℃恒温箱中放置4 h,取出后自然冷却。将切片脱蜡、水合,放置于高压水浴锅内的枸橼酸钠缓冲液中进行热修复,滴加内源性过氧化物酶阻断剂,37 ℃静置30 min后,PBS缓冲液洗片3次,一次5 min,随后滴加山羊血清封闭液,37 ℃静置40 min后,滴加ETV4抗体(1:200)切片在4 ℃过夜。复温、PBS缓冲液洗片后滴加生物素标记的第二抗体,37 ℃静置30 min,PBS缓冲液洗片3次,一次5 min,随后滴加链霉菌抗生素蛋白-过氧化物酶,37 ℃静置30 min后,PBS缓冲液洗片后滴加DAB显色液,自来水冲洗终止显色,苏木素复染,脱水,最后用中性树胶封片。

1.3.2 基因检测

用直接测序法对所有病例进行C-KITPDGFR-α测序,测序由厦门艾德生物有限公司完成。

1.4 GIST术后危险度评分标准

2008年4月,美国国立卫生研究院(national institutes of health,NIH)重新发布了关于原发可切除GIST的危险度评分标准。与FLETCHER等[6]提出的相比,增加了原发肿瘤的部位以及肿瘤破裂作为评判危险度的指标。见表 1

表 1 原发GIST切除后风险分级 Tab.1 Proposed modification of the consensus classification for selecting patients with GISTs for adjuvant therapy
Risk level Tumor size(cm) Mitotic count(50/HPF) Primary tumor location
Very low ≤2 ≤5 Any
Low > 2-5 ≤5 Any
Medium ≤2 > 5 Non stomach
> 2-5 > 5 Stomach
> 5-10 ≤5 Stomach
High Any Any Tumor rupture
> 10 Any Any
Any > 10 Any
> 5 > 5 Any
> 2-5 > 5 Non stomach
> 5-10 ≤5 Non stomach

1.5 结果判定

由2名病理科医师在400倍的光学显微镜下随机观察5个视野,每个视野至少计数100个完整肿瘤细胞。肿瘤细胞核中出现棕黄色染色为阳性,以阳性细胞比例得分乘以染色强度得分为最终评判得分。阳性细胞比例评分:< 5%为0分,5%~ < 25%为1分,25%~ < 50%为2分,50%~ < 75%为3分,≥75%为4分。染色强度评分:未染色为0分,淡黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分。在统计学分析中,最终得分≤4分为弱阳性(+),5~8分为中等阳性(++),≥9分为强阳性(+++)。

1.6 统计学分析

采用SPSS 20.0统计软件进行统计学分析。计数资料应用行×列联表的χ2检验或Fisher确切概率法;相关性分析应用Spearman相关分析。P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 GIST中ETV4的表达情况

在91例GIST组织中,有18例(19.8%)ETV4呈弱阳性表达,34例(37.4%)ETV4呈中等阳性表达,39例(42.9%)呈强阳性表达。见图 1。ETV4在癌旁正常组织中呈弱阳性表达。

A, low ETV4 expression in a gastrointestinal stromal tumor; B, moderate ETV4 expression in a gastrointestinal stromal tumor; C, high ETV4 expression in a gastrointestinal stromal tumor. 图 1 ETV4在GIST中的表达  免疫组化SP法  × 400 Fig.1 ETV4 expression in a gastrointestinal stromal tumor SP × 400

2.2 ETV4在GIST中的表达与临床病理特征的关系

ETV4转录因子在GIST中的表达水平与患者的性别,年龄,发生部位,组织学类型无关(P > 0.05),而与肿瘤大小、核分裂像、Ki-67增殖指数有关(P < 0.05)。GIST最常见的转移部位是肝脏,在本研究中共有8例发生肝脏转移,其中6例在最初诊断时已有肝转移,ETV4转录因子表达水平与肝转移有关(P < 0.05),ETV4表达水平越高,患者发生转移的可能也越大。见表 2。此外,采用Spearman相关分析结果显示,ETV4转录因子表达水平越高,其危险度越高,并且两者具有显著正相关(r = 0.387,P < 0.001)。见表 3

表 2 GIST患者ETV4在不同病理特征中的表达 Tab.2 ETV4 expression levels in the patients with different clinicopathological features of gastrointestinal stromal tumors
Clinicopathological features n(%) ETV4 χ2 P
Low Moderate High
Gender
  Male 47(52) 12 17 18 2.134 0.352
  Female 44(48) 6 17 21
Age(year)
  ≤50 24(26) 7 8 9 1.812 0.429
   > 50 67(74) 11 26 30
Location
  Stomach 49(54) 7 21 21 2.478 0.310
  Non-stomach 42(46) 11 13 18
Tumor diameter(cm)
   < 5 31(34) 11 15 5 16.132 0.002
  5-10 34(37) 3 10 21
   > 10 26(29) 4 9 13
Histological type
  Spindle cell 88(97) 18 33 37 1.037 0.804
  Epithelioid cell 3(3) 0 1 2
Mitotic count(50/HPF)
   < 5 60(66) 16 26 18 12.140 0.011
  5-10 22(24) 2 6 14
   > 10 9(10) 0 2 7
Proliferation index of Ki67
  ≤5 38(42) 12 18 8 13.578 0.001
   > 5 53(58) 6 16 31
Metastasis
  No metastasis 83(91) 18 33 32 5.983 0.042
  Liver metastasis 8(9) 0 1 7

表 3 ETV4在GIST的表达与危险度、基因突变的相关性 Tab.3 Correlation of ETV4 expression in gastrointestinal stromal tumor to risk rank and gene mutation
Item n(%) ETV4 r P
Low Moderate High
Risk rank of GIST
  Very low-low 26(29) 11 14 1 0.387 < 0.001
  Moderate 16(17) 0 5 11
  High 49(54) 7 15 27
C-KIT gene
  Non-mutation 26(29) 9 12 5 0.324 0.008
  Mutation 65(71) 9 22 34
PDGFR-α gene
  Non-mutation 80(88) 17 27 36 -0.044 0.213
  Mutation 11(12) 1 7 3
Genotyping
  Wild type 18(20) 8 7 3 0.325 0.005
  Mutation type 73(80) 10 27 36

2.3 ETV4在突变型和野生型GIST的表达的相关性

在91例GIST组织中,11例发生PDGFR-α基因突变,65例发生C-KIT基因突变,其中60例发生外显子11突变,4例发生外显子9突变,1例发生外显子13突变,野生型18例,Spearman相关分析发现ETV4转录因子表达水平与C-KIT基因突变呈显著正相关(r = 0.324,P = 0.008),差异有统计学意义。此外,ETV4转录因子表达水平与突变型GIST也呈显著正相关(r = 0.325,P = 0.005),然而ETV4蛋白表达水平与PDGFR-α基因突变无关(P > 0.05)。见表 3

3 讨论

GIST多见于50岁以上的老年人[1],最常发生于胃部(60%~70%),其次为小肠(25%~36%),结直肠(5%)以及食管(5%)[7]。显微镜下大多数GIST由梭形细胞组成(70%),少数由上皮样细胞(20%)或混合细胞型(10%)构成。GIST为具有恶性潜能的肿瘤,大约10%~30%的GIST发生转移等恶性生物学行为[3],最常见的转移部位为肝脏(65%),其次为腹膜(21%),也可转移至骨和肺(10%),但极为罕见[8]。因此准确判断其生物学行为是治疗GIST的关键。

ETS家族是最大的转录调控因子家族之一,其亚家族PEA3家族主要参与多种生理过程,如早期发育,器官发生和形态发生[9]。在胚胎形成时期,ETV4广泛表达于各个组织,促进肾脏、肺、乳腺等上皮源性器官的形态发生[4],然而ETV4很少表达于成人的正常组织中,主要表达于乳腺癌,胃癌,前列腺癌,结肠癌和卵巢癌等肿瘤组织[10]。大量研究[10-14]表明,ETV4在前列腺、乳腺癌、结直肠癌、胰腺癌、胆管癌的高度表达往往提示预后不良。在本研究中,ETV4在GIST中呈中强度阳性率为80.2%,并且与肿瘤大小,核分裂像,Ki67增殖指数,肝转移有关。因此,ETV4的异常表达与GIST细胞的增殖,转移等生物学行为有关。这与ZENG等[15]的研究结果一致。此外,本研究还发现ETV4转录因子在GIST的表达水平与肿瘤的危险度呈显著相关,ETV4转录因子表达水平越高,危险度越高。因此ETV4转录因子可与危险度一起作为临床判定GIST生物学行为的重要指标。

此外,本研究还探讨ETV4转录因子的表达与野生型,突变型GIST的关系。C-KIT以及PDGFR-α基因突变是人类患有GIST的主要原因。70%~80%的GIST有C-KIT突变,最常见的是外显子11突变,而5%~10%GIST存在PDGFR-α突变[16]。对于既没有C-KIT基因突变,也没有PDGFR-α基因突变的GIST为野生型GIST[17]。在本研究中,突变型GIST中ETV4呈中强度阳性率为86.3%,并且ETV4转录因子的表达水平与突变型GIST显著相关,发生C-KIT基因突变的GIST中ETV4呈中强度阳性率为86.2%,并且ETV4转录因子的表达水平与C-KIT基因突变具有显著相关,然而ETV4转录因子的表达水平与PDGFR-α基因突变无关。因此,ETV4转录因子的表达水平与C-KIT基因有关。RAN等[18]研究报道PEA3家族另一成员ETS变异体1通过结合KIT增强子区域从而正调节KIT的表达水平,促进肿瘤的发生发展。大量研究[11, 19-20]表明,PEA3家族具有很高的序列同源性以及相似的高度保守的DNA结合结构域,然而调节C-KIT表达的是否是这组同源序列或者DNA结合结构域目前尚不清楚,仍需要进一步的研究。

综上所述,GIST的生物学行为除了依靠肿瘤大小,核分裂像来判断外,ETV4转录因子的表达也可以作为生物学指标,以便综合性地判断GIST的生物学行为,更有助于指导治疗。此外,ETV4转录因子的表达水平,还与C-KIT突变型GIST显著相关,为GIST的治疗提供新的方向和思路。

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