微量元素、氧化应激/抗氧化状态与早期吸烟相关喉鳞状细胞癌的关系

陆伟明

[摘要] 目的 探討微量元素、氧化应激/抗氧化状态与早期吸烟相关喉鳞状细胞癌的关系。 方法 选择2015年1月～2016年6月在我院治疗的吸烟相关喉鳞状细胞癌患者71例的临床资料进行分析。另选择健康体检者60例为对照组，其中30例吸烟为对照1组，30例不吸烟为对照2组。检测CAT、SOD以及GSH-Px活性，全血用于微量元素分析。 结果 喉癌组及对照1组SOD水平显著高于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组及对照1组GSH-Px水平显著低于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；三组CAT差异无统计学意义（P>0.05）。喉癌组镉水平显著高于对照1组与对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组与对照1组铜水平显著低于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组与对照1组镁水平显著高于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组与对照1组铁水平显著高于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）。 结论 早期吸烟相关喉鳞状细胞癌患者SOD水平升高，抗氧化活性下降，微量元素中镉、镁、铁水平升高，铜水平下降。

[关键词] 微量元素；早期吸烟；喉鳞状细胞癌

[中图分类号] R739.65 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2017）08-0090-04

[Abstract] Objective To investigate the relationship between trace elements， oxidative stress/antioxidant status and early smoking-related laryngeal squamous cell carcinoma. Methods The clinical data of 71 patients with smoking-related laryngeal squamous cell carcinoma who were treated in our hospital from January 2015 to June 2016 were selected and analyzed. Another 60 healthy subjects were selected as the control group. 30 subjects who were smoking in the control group were selected as the control group 1， and 30 subjects who were not smoking were selected as control group 2. Activities of CAT， SOD and GSH-Px were detected， and whole blood test was used for the analysis of trace elements. Results The level of SOD in the laryngeal cancer group and the control group 1 was significantly higher than that in the control group 2， and the difference was statistically significant（P<0.05）； the level of GSH-Px in the laryngeal cancer group and the control group 1 was significantly lower than that in the control group 2， and the difference was statistically significant（P<0.05）； there was no statistically significant difference of CAT among the three groups（P>0.05）. The level of cadmium in the laryngeal cancer group was significantly higher than that in the control group 1 and the control group 2， and the difference was statistically significant（P<0.05）； the level of copper in the laryngeal cancer group and the control group 1 was significantly lower than that in the control group 2， and the difference was statistically significant（P<0.05）； the level of magnesium in the laryngeal cancer group and the control group 1 was significantly higher than that in the control group 2， and the difference was statistically significant（P<0.05）； the level of iron in the laryngeal cancer group and the control group 1 was significantly higher than that in the control group 2， and the difference was statistically significant（P<0.05）. Conclusion In the patients with early smoking-related laryngeal squamous cell carcinoma， the level of SOD is increased， the antioxidant activity is decreased， the levels of cadmium， magnesium and iron among the trace elements are increased and the level of copper is decreased.

[Key words] Trace elements； Early smoking； Laryngeal squamous cell carcinoma

喉癌是常见的头颈部恶性肿瘤，死亡率较高，吸烟是导致喉癌的高危因素之一[1，2]。了解喉癌的发病机制对疾病的预防及治疗具有重要的临床意义。微量元素与机体健康密切相关，其参与酶的激活或者抑制，在生理过程中发挥作用，其还能调节基因表达、细胞膜通透性、激素合成、维生素合成、离子转运等[3-5]。因此，当微量元素缺乏时，影响细胞正常功能，甚至导致细胞恶变[6]。本研究分析微量元素与吸烟相关喉鳞状细胞癌发病的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料

选择2015年1月～2016年6月在我院治疗的吸烟相关喉鳞状细胞癌患者71例（喉癌组）的临床资料进行分析。另选择健康体检者60例为对照组，其中30例吸烟为对照1组，30例不吸烟为对照2组。所有研究对象均为本市居民，均未服用激素、避孕药、微量元素等，吸烟相关喉鳞状细胞癌患者临床分期均为T1N0M0。喉癌组男68例，女3例，年龄49～76岁，平均（68.9±8.4）岁。对照1组男25例，女5例，年龄45～75岁，平均（68.1±7.9）岁；对照2组男26例，女4例，年龄45～75岁，平均（67.9±8.3）岁。将每天吸烟数量作为吸烟密度指标。轻度吸烟为每天1～10支，中度吸烟为每天11～20支，重度吸烟为每天>20支。喉癌组每天吸烟1～10支者0例，11～20支者64例，>20支者7例；对照1组每天吸烟1～10支者0例，11～20支者26例，>20支者4例。喉癌组与对照组1组吸烟密度比较差异无统计学意义（P>0.05）。三组性别比、平均年龄比较差异无统计学意义（P>0.05）。所有纳入的研究对象均签署知情同意书，本研究经过医院医学伦理会同意。

1.2 研究方法

喉癌组术前采集静脉血，对照组入组时采集静脉血。分离血浆，检测过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）以及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性，全血用于微量元素分析。微量元素检测包括铅、镉、锌、铜、镁、铁、钙，采用MP-2型溶出分析仪进行检测，所有操作严格按照说明书进行。CAT、SOD以及GSH-Px活性采用ELISA方法测定，酶联免疫试剂盒由上海酶联生物提供。

1.3统计学方法

采用SPSS11.0统计学软件对数据进行分析。计数资料采用卡方检验，计量资料以均数±标准差表示，采用F检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组SOD、CAT以及GSH-Px活性比较

喉癌组及对照1组SOD水平显著高于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组及对照1组GSH-Px水平显著低于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；三组CAT差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

2.2 三组血微量元素水平比较

喉癌组镉水平显著高于对照1组与对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组与对照1组铜水平显著低于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组与对照1组镁水平显著高于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）；喉癌组与对照1组铁水平显著高于对照2组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

3讨论

喉癌是头颈部常见的恶性肿瘤，其发生率占全身恶性肿瘤的1%～5%。喉部是重要的发音器官，喉癌影响发声，甚至危及生命，给患者及家庭造成巨大的痛苦。有研究显示，80%的喉癌患者有吸烟及酗酒史，吸烟是喉癌发生的最重要的影响因素。也有研究显示，喉癌者对尼古丁的依赖性具有相关性。流行病学研究显示吸烟与人类多种疾病均具有密切的关系。烟草在燃烧的过程中产生很多对人体有害的物质，烟碱燃烧后形成N-亚硝胺，具有严重的化学刺激作用，长期作用于淋巴结、口腔腺体，可导致淋巴结以及腺体增生，甚至化生導致瘤变[7-9]。烟草中相关的化学物质能经过类似淋巴结核途径，对患者口咽部黏膜产生作用。吸烟导致喉癌的机制还不十分明确。喉癌可导致基因表达改变。吸烟导致CYP1A1基因改变，与肿瘤发生关系密切。CYP1A1在烟草代谢中发挥重要的作用，而CYP1A1基因核心区域的多态性与烟草增加癌症患者风险具有密切的关系。烟草能增加AP-1活性，而后者参与癌前病变、肿瘤转移等过程[10]。重度吸烟的喉癌患者基质金属蛋白酶-2以及增殖细胞抗原、转化生长因子-β1、Ki-67水平上调，而后者均参与肿瘤的发生及发展[11，12]。烟草中的亚硝胺类似物能够上调DNA甲基化过程，促进癌症的发生。吸烟可导致患者基因多态性改变。喉癌患者术前、术中及术后白细胞介素、单核细胞趋化因子1、肿瘤坏死因子、巨噬细胞炎症蛋白1α、VEGF、成纤维细胞生长因子发生变化。吸烟在肿瘤的发生及发展过程中具有不可忽视的作用，尤其头颈部肿瘤。在本次研究中吸烟患者抗氧化酶活性下降，而超氧化物歧化酶Orgotein（Superoxide Dismutase， SOD）升高，也可能是吸烟患者发生癌症的风险增加的原因之一。氧化应激/抗氧化状态在肿瘤的发生及发展过程中发挥重要的作用，而在病理情况下，微量元素与氧化应激/抗氧化状态具有密切的相关性[13]。微量元素结合蛋白质及其他有机基团，形成激素、酶、维生素等，发挥重要功能[14]。

微量元素对内环境的稳定具有重要的意义，其与1/3的酶活性有关，如铝元素参与上皮组织以及结缔组织的构造。在磷的代谢过程中对血液中某些酶有一定的影响。锰参与调节脂质代谢、动脉压水平。铜在机体免疫防疫以及白细胞吞噬活性方面具有重要的作用，其对心血管系统的影响较为复杂，对神经系统也具有一定的作用。锌元素参与脂质的代谢，铁、铜等元素在核酸的合成及分解过程中具有重要的作用。国际癌症研究机构将有致癌作用的全部化学物质分为三组。第一组有23种物质，7种工业产品，其中包括微量元素砷、铬及其化学物；第二组包括镍、镉等金属；第三组包括铅等元素。

镉元素抑制抗肿瘤免疫因素，肿瘤患者肺脏及肝脏中的镉水平相对较高[15]。镉及化合物诱导的肿瘤主要有腺瘤、表皮样癌、两者混合、黏液表皮样癌。镉不是生命活动必须的元素，但镉能够影响锌、铜以及铁的代谢，后三者具有重要的生理意义。在本次研究中，喉癌患者镉元素水平显著高于对照1组及对照2组，而对照1组及对照2组比较水平相当，提示镉元素在早期吸烟相关喉鳞状细胞癌的发生过程中具有一定的作用，可能与其抑制抗肿瘤免疫有关。动物实验显示铅有致癌性，与皮肤、消化器官、呼吸器官、排泄器官、造血系统癌症患者死亡率的升高有关[16]。白血病患者铅的分布存在差异，血液及肝脏中铅水平下降。但本次研究中，三组血铅水平比较差异并没有差异。本次纳入研究的患者均来自本市区，而人体血铅水平与地区患者铅含量有密切的关系。锌参与机体合成RNA、DNA聚合酶的过程，是组成生物膜的重要部分，维持生物膜的完整，抑制致癌物[17]。本次研究中三组锌元素水平比较差异无统计学意义（P>0.05）。既往有研究显示锌元素参与了乳腺癌的发病过程。铁能够催化自由基及过氧化反应，导致碱基排序紊乱，发生DNA突变[18，19]。铁元素在机体内的水平过高或过低都会导致细胞发生突变[20]。在本次研究中，喉癌组患者以及对照1组的铁元素水平均显著高于对照2组，这也提示铁元素过高，可能参与了喉癌的发生，而吸烟者铁元素水平升高。铜与锌元素可相互作用，铜元素水平升高时可导致锌元素水平下降。本研究中，喉癌组以及对照1组铜元素水平显著低于对照2组，说明铜元素也参与了喉癌的发生过程，并且增加患癌的风险。

综上所述，吸烟相关喉鳞状细胞癌患者氧化应激/抗氧化状态异常。微量元素参与癌症的发病过程，而镉元素、铜元素、镁元素以及铁元素可能参与早期吸烟相关喉鳞状细胞癌的发生。

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