HER2、COX-2在非小细胞肺癌中的表达意义△

杨杨 孟谊 樊祥山 钱晓萍 刘宝瑞 王立峰#

南京大学医学院附属鼓楼医院1肿瘤中心，2病理科，南京210008

HER2、COX-2在非小细胞肺癌中的表达意义△

杨杨1孟谊1樊祥山2钱晓萍1刘宝瑞1王立峰1#

南京大学医学院附属鼓楼医院1肿瘤中心，2病理科，南京210008

目的 探讨人表皮生长因子受体2（human epidermal grow th factor receptor 2，HER2）和环氧化酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中的表达，其各自与临床特征之间的关系及二者在NSCLC中表达的相互关系。方法 采用免疫组化链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶（streptavidin-peroxidase，SP）法检测72例NSCLC中HER2、COX-2的表达情况。结果 ①72例NSCLC中，HER2、COX-2的阳性表达率分别为55.6%、65.3%；②HER2在NSCLC中的阳性表达与组织学类型、分化程度、肿块大小、淋巴结转移及临床分期相关（P＜0.05），而与性别、年龄、吸烟、病变部位无关（P＞0.05）；③COX-2的阳性表达与年龄、组织学类型、肿块大小、淋巴结转移及临床分期相关（P＜0.05），而与性别、吸烟、病变部位及分化程度无关（P＞0.05）；④HER2、COX-2在NSCLC中的阳性表达呈正相关关系。结论 HER2、COX-2可以作为判断NSCLC恶性程度的生物学指标。

人表皮生长因子受体2；环氧化酶2；非小细胞肺癌

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集南京大学医学院附属鼓楼医院病理科2010至2011年手术后经病理学确诊为NSCLC的石蜡包埋块72例，患者术前均未接受任何抗肿瘤治疗。72例NSCLC患者中，男性49例，女性23例；吸烟50例，不吸烟22例；年龄42～73岁，≤60岁27例，＞60岁45例，平均63.83岁；中央型肺癌39例，周围型肺癌33例；按照WHO组织学分类、分级、分期，腺癌35例，鳞癌37例；低分化43例，中高分化29例；肿块＞3 cm者41例，≤3 cm者31例；有淋巴结转移者52例，无淋巴结转移者20例；Ⅰ～Ⅱ期21例，Ⅲ～Ⅳ期51例。

1.2 实验方法

1.2.1 主要试剂 兔抗人HER2单克隆抗体、兔抗人COX-2多克隆抗体、超敏SP法免疫组织化学试剂盒、DAB显色试剂盒、柠檬酸盐抗原修复液和磷酸盐缓冲液（PBS）均购自福州迈新生物技术公司。

1.2.2 标本处理 所有标本均经10%中性福尔马林固定，石蜡包埋，4µm厚连续切片，常规于60℃温箱烘烤2～3 h，捞片后置于60℃烤箱干燥24 h，室温保存备用。

1.2.3 免疫组织化学分析 72例NSCLC组织均行免疫组化染色。标本常规方法脱蜡、水化，其他步骤按免疫组化SP法试剂盒说明书要求进行。采用已知阳性表达的癌组织做阳性对照，用PBS代替一抗做阴性对照。

1.2.4 阳性结果判断标准 HER2和COX-2免疫组化染色结果均由两名病理科医师共同评估得出。HER2阳性表达定位于肿瘤细胞的细胞膜上，判断标准[5]：无着色或＜10%的细胞，有细胞膜着色为（－）；＞10%的细胞，有淡黄色膜着色为（+）；＞10%的细胞，有棕黄色膜着色为（++）；＞10%的细胞，有棕褐色膜着色为（+++）。“－”为HER2表达阴性，“+～+++”为HER2阳性。

COX-2阳性表达定位于肿瘤细胞质内，采用染色指数法计算阳性结果，综合考虑阳性细胞百分数和染色强度两个方面[6]。按染色强度分为：肿瘤细胞不着色为0分；淡黄色为1分；棕黄色为2分；棕褐色为3分。阳性细胞数0～4%为0分；5%～25%为1分；26%～50%为2分；51%～75%为3分；76%以上为4分。两项相加后分为阴性和阳性：0～2分为阴性，3～7分为阳性。

1.3 统计学方法

本研究应用SPSS17.0（SPSS Inc，Chicago，USA）统计软件包分析，采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 HER2和COX-2在NSCLC中的表达

HER2阳性表达位于肿瘤细胞的细胞膜，COX-2阳性表达位于肿瘤细胞的细胞质，二者均呈淡黄色至棕褐色颗粒。72例NSCLC中，HER2阳性40例，阳性率为55.6%；COX-2阳性47例，阳性率65.3%（图1～2）。

2.2 HER2和COX-2的阳性表达与NSCLC临床参数之间的关系

HER2在NSCLC中的阳性表达与组织学类型、分化程度、肿块大小、淋巴结转移及临床分期相关（P＜0.05），而与性别、年龄、吸烟和病变部位无关（P＞0.05）。COX-2的阳性表达与年龄、组织学类型、分化程度、肿块大小、淋巴结转移及临床分期相关（P＜0.05），而与性别、吸烟、病变部位无关（P＞0.05），见表1。

表1 HER2和COX-2的表达与NSCLC患者临床参数之间的关系

2.3 HER2、COX-2的阳性表达在NSCLC组织中的相关性

72例NSCLC患者中，HER2、COX-2同时阳性表达31例，同时为阴性表达者16例，HER2阳性表达而COX-2阴性表达者9例，COX-2阳性表达而HER2阴性表达者16例。χ2检验分析显示，HER2与COX-2的表达具有正相关性（P＜0.001），见表2。

3 讨论

表2 HER2、COX-2在NSCLC组织中表达的相互关系

HER2是一跨膜酪氨酸激酶受体，属人表皮生长因子受体家族成员。近来研究发现，HER2是NSCLC重要的驱动突变之一[7]，可通过激活下游PI3K—AKT和MEK—ERK通路发挥驱动肿瘤增殖的作用：HER2与相应配体结合后，形成同/异源二聚体，激发受体中的酪氨酸激酶活性，致胞质区的酪氨酸残基发生磷酸化，从而激活细胞内的信号传导通路，调节细胞的增殖、凋亡、血管发生、黏附和运动性等[8]。HER2在正常情况下处于非激活状态，当受到致癌因素的作用后被激活，使得细胞发生恶变，并通过促进肿瘤新生血管形成、下调α2β1整合蛋白表达等途径促进肿瘤细胞的转移[9]。既往文献[8-11]报道，HER2在NSCLC中的阳性表达率为10%～60%，本研究中HER2在NSCLC中的阳性表达率为55.6%，同其类似。在NSCLC发生发展的早期及晚期事件中，HER2过表达均可作为负性因子参与其中[12-13]。最近一项研究证实，在淋巴结未受侵犯的NSCLC中，相较于未表达HER2的患者，表达HER2患者的病死率为前者的3.4倍（HR 3.41；P=0.017），表明HER2作为负性因子参与了NSCLC的早期事件[2]。另有一项Meta分析表明，HER2的过表达是肺癌尤其是早期NSCLC的负性预后因子[14]。本研究结果表明，HER2在腺癌组、低分化组中的阳性表达率明显高于与之对应的组别。肿瘤病理类型及分化程度由细胞癌变过程的内因所决定，属肿瘤遗传学范畴，是NSCLC发生，发展过程中的早期事件，故本研究结果亦表明HER2的过表达作为负性因子，参与NSCLC形成过程的早期事件。Chiang YY等[15]证实，HER2通过激活PI3K—AKT通路可降低凋亡诱导因子（apoptosis-inducing factor，AIF）的表达，AIF是非依赖性细胞死亡过程中的重要因子，该因子的低表达可诱导NSCLC对化疗药物产生抵抗[16-17]，提示HER2的过表达与NSCLC化疗抵抗有一定关系，并进一步支持了高表达HER2的NSCLC预后不良的结论。本研究证实HER2在肿块＞3 cm组、有淋巴结转移组及临床分期为Ⅲ～Ⅳ期组中的阳性表达率明显高于与之对应的组别，鉴于NSCLC淋巴结转移及TNM的高分期是晚期NSCLC的重要特征，故本研究结果同样支持HER2的过表达作为负性因子，涉及了NSCLC发生，发展过程的晚期事件。

COX-2又称前列腺素过氧化物合成酶，是前列腺素合成过程中一个重要的限速酶，其可将花生四烯酸转化成前列腺素和血栓素，从而在机体的生理和病理过程中发挥作用。COX-2在正常组织中表达水平较低，但在细胞因子、癌基因及各种促癌因素的刺激下表达水平升高，参与肿瘤新生血管的生成、肿瘤的发生、浸润和转移[2,4]。本研究中COX-2在NSCLC中的阳性表达率为65.3%，与近期一项关于NSCLC患者COX-2表达水平Meta分析得出的结果63.6%[19]相类似。本研究不但进一步证实了COX-2在NSCLC中的高表达状况，还证明了COX-2的阳性表达在年龄＞60岁、腺癌组、肿块＞3 cm、有淋巴结转移及临床分期为Ⅲ～Ⅳ期组中的阳性表达率明显高于与之对应的组别，说明COX-2过表达在NSCLC中不但参与了肿瘤的发生与进展，还可能促进了癌细胞的生长和增殖，加速了癌细胞的浸润和转移，提示COX-2是NSCLC的负性预后因子。NSCLC中过表达的COX-2促进肿瘤发生的原因尚不明确，可能的主要机制包括促进肿瘤微血管生成和抑制凋亡[19-21]，通过前列腺素E2（Prostaglandin E2，PGE2）干扰EGFR通路[5]，影响肺癌生长及转移相关的特异性蛋白酶产量、促进淋巴管生成[22-23]。

研究中进一步分析HER2和COX-2表达的相关性发现，二者在NSCLC中的阳性表达呈明显正相关，提示HER2与COX-2在NSCLC发生，发展中可能具有协同作用。具体机制目前尚不明确，由于HER2可通过激活PI3K—AKT通路降低AIF表达从而抑制凋亡；同时作为COX-2主要代谢产物的PGE2也能直接抑制凋亡并通过EGFR相关通路影响肿瘤生长，故推测HER2与COX-2可能是通过影响类同的信号通路而具有相互协同作用。研究证实HER2和COX-2产物PGE2均能刺激血管内皮生长因子（vascular endothelial grow th factor，VEGF）的合成，诱导免疫耐受、抑制凋亡从而增加肿瘤细胞的浸润能力，表明二者可能同时涉及到相通甚至相同的信号通路，并具相互作用[24-25]。Benoit等[26]发现HER2可诱导COX-2的基因转录，COX-2及其产物PGE2的基因表达亦可提高HER2的基因表达。此外，COX-2的酶抑制剂可显著降低HER2蛋白的表达，并可有效提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，提示二者可能在转录水平上的某个正反馈环节上相互调节。

总之，HER2与COX-2的过度表达是NSCLC的不良预后因子，同时HER2与COX-2在NSCLC中的表达具有一定的相关性，可作为判断NSCLC恶性程度的重要生物学指标，但其具体的相互协同作用促进NSCLC发生，发展的机制还有待进一步研究。

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Expression of HER2 and COX-2 in non-small cell lung cancer△

YANG Yang1MENG Yi1FAN Xiang-shan2QIAN Xiao-ping1LIU Bao-rui1WANG Li-feng1#
1
Comprehensive Cancer Center,2Departmentof Pathology,the A ffiliated Drum Tower Hospital,Medical Schoolof Nanjing University,Nanjing 2l0008,China

Objective To investigate the expression of HER2 and COX-2 in non-small cell lung cancer(NSCLC) and the association w ith patients'clinical characteristics.Method The protein expression of HER2 and COX-2 were detected in 72 NSCLC patients by immunohistochem istry w ith streptavidin-peroxidase(SP)methods.Result (1)The positive expression rate of HER2 and COX-2 were 55.6%and 65.3%,respectively.(2)The expression of HER2 was significantly correlated w ith histological type,differentiation,size of mass,lymph node metastasis and clinical stage (P＜0.05),while itwas not related w ith patients'sex,age,tumor site and smoking status(P＞0.05).(3)COX-2 expression was related to patients'age,histological type,mass size,lymph nodemetastasis and clinical stage(P＜0.05), but no significant correlation was found between COX-2 expression and patients'sex,smoking status,tumor site and differentiation(P＞0.05).(4)There was statistically positive correlation between expression of HER2 and COX-2.Conclusion Detection of HER2 and COX-2 can be used as indicators for prognosis in NSCLC.

HER2;COX-2;NSCLC

R734.2

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2015.13.05.16

Oncol Prog,2015,13(5)

根据最新的全球肿瘤流行病统计数据[1]，肺癌 是全球范围内最易导致死亡的恶性肿瘤，且是数十年来最常见的恶性肿瘤之一。2012年全球新发180万例肺癌患者（占所有恶性肿瘤的12.9%），其中58%发生在发展中国家，每10万例东亚人中就有50.4例肺癌患者。肺癌主要分为两种类型：非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）（约占85%）和小细胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）（约占15%），深入研究NSCLC的分子生物学特征对其诊断、治疗和预后改善都具有极其重要的意义。HER2和COX-2蛋白在NSCLC中呈上调表达，并在肿瘤的发生、发展过程中发挥重要作用[2-3]。HER2是一跨膜酪氨酸激酶受体，属表皮生长因子受体（epidermal grow th factor receptor，EGFR）家族，通过激活下游PI3K—AKT和MEK—ERK通路发挥驱动肿瘤增殖的作用；COX-2是前列腺素合成过程中的重要限速酶，其表达水平在正常组织中较低，但在细胞因子、癌基因及各种促癌因素的刺激下升高并促进肿瘤生长[2，4]。本文通过检测HER2和COX-2在NSCLC中的表达情况及二者之间的相关性，探讨HER2和COX-2在NSCLC发生，发展中的作用及临床意义。

江苏省卫生科研项目（H201235）；南京市医学重点科技发展项目（2KX 12012）#

（corresponding author），e-mail：lifengwang@nju.edu.cn

2014-12-31