沈春燕 穆海玉 佟仲生

葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(glucose transporter protein 1,GLUT-1)是哺乳動(dòng)物細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的最重要的載體，腫瘤細(xì)胞中GLUT-1表達(dá)異常升高，可能為癌細(xì)胞攝取葡萄糖增多的機(jī)制之一，是腫瘤缺氧的1個(gè)內(nèi)源性標(biāo)記[1]。關(guān)于乳腺癌組織中GLUT-1表達(dá)及其與乳腺癌患者預(yù)后的關(guān)系鮮有報(bào)道。本研究采用免疫組化法，檢測(cè)乳腺癌組織中GLUT-1表達(dá)情況，分析與其臨床病理因素及預(yù)后的關(guān)系，旨在討論GLUT-1在乳腺癌發(fā)展過(guò)程中的作用。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2003年7月～2008年6月我院收治的、經(jīng)手術(shù)確診且病歷資料完整的81例原發(fā)性乳腺癌病例及20例乳腺纖維瘤病例，均為女性；乳腺癌病例未納入局部晚期者，且術(shù)前均未行新輔助放化療。中位年齡53歲(35～72歲)；雌激素受體陽(yáng)性47例，孕激素受體陽(yáng)性34例；腫瘤直徑>5 cm 5例，2～5 cm 45例，<2 cm 31例；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目4個(gè)以上者38例；所有乳腺癌患者追蹤隨訪腫瘤復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移情況，中位隨訪時(shí)間46個(gè)月，隨訪截至2011年1月，有復(fù)發(fā)和(或)轉(zhuǎn)移者39例。

1.2 主要材料

兔抗人GLUT-1單克隆抗體購(gòu)自加拿大LAB VISION公司，免疫組化試劑盒購(gòu)自晶美生物有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

免疫組化步驟為組織標(biāo)本經(jīng)石蠟包埋，制成4 μm厚切片。常規(guī)脫蠟至水，3%新鮮雙氧水滅活內(nèi)源性過(guò)氧化物酶，微波修復(fù)抗原，山羊血清封閉后不洗，滴加GLUT-1一抗，4℃過(guò)夜，PBS洗滌后加生物素標(biāo)記二抗，37℃孵育45 min后，PBS洗，滴加鏈霉親和素過(guò)氧化物酶復(fù)合物，37℃孵育15 min后，DAB顯色，蘇木精復(fù)染，二甲苯透明，中性樹(shù)膠封片。

1.4 結(jié)果判定

光鏡下GLUT-1陽(yáng)性細(xì)胞為細(xì)胞膜呈棕黃色顆粒。高倍鏡下每張切片隨機(jī)選擇5個(gè)視野，每個(gè)視野計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞，共計(jì)1 000個(gè)細(xì)胞，陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)<10%為陰性，陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)≥10%為陽(yáng)性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，Kaplan-Meier法描繪生存曲線，組間生存率比較采用Log-rank檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件完成。

2 結(jié)果

2.1 兩組乳腺組織中GLUT-1蛋白表達(dá)情況

乳腺癌組織中GLUT-1蛋白陽(yáng)性表達(dá)率為61.7%(50/81)，陽(yáng)性顆粒主要分布在細(xì)胞膜和部分胞質(zhì)中；20例乳腺纖維瘤組織中GLUT-1均呈陰性染色(無(wú)陽(yáng)性表達(dá)或僅散在少數(shù)輕微著色)。乳腺癌組織中GLUT-1陽(yáng)性率明顯高于乳腺纖維瘤組織，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.001)。

2.2 GLUT-1表達(dá)與乳腺癌臨床病理因素的關(guān)系

乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中GLUT-1表達(dá)與患者年齡、ER和PR激素受體及腫瘤大小無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)；而與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目及有無(wú)復(fù)發(fā)和(或)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)：其中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目>4個(gè)者GLUT-1陽(yáng)性率為73.7%(28/38)，顯著高于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目≤4個(gè)者[51.2%(22/43)](P<0.05)；有復(fù)發(fā)和(或)轉(zhuǎn)移者GLUT-1陽(yáng)性率[74.4%(29/39)]，顯著高于無(wú)復(fù)發(fā)和(或)轉(zhuǎn)移者[50.0%(21/42)](P<0.05)，見(jiàn)表1。

2.3 GLUT-1表達(dá)與乳腺癌預(yù)后的關(guān)系

對(duì)81例乳腺癌患者的無(wú)復(fù)發(fā)生存期進(jìn)行Kaplan-Meier生存分析，經(jīng)Log-rank檢驗(yàn)顯示：GLUT-1陽(yáng)性組與陰性組無(wú)復(fù)發(fā)生存時(shí)間比較有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.041)，其中GLUT-1陽(yáng)性組中位無(wú)復(fù)發(fā)生存時(shí)間為(48.56±3.35)個(gè)月，GLUT-1陰性組中位無(wú)復(fù)發(fā)生存時(shí)間為(66.79±4.50)個(gè)月，結(jié)果表明GLUT-1表達(dá)與乳腺癌患者預(yù)后密切相關(guān)，見(jiàn)圖1。

表1 GLUT-1蛋白表達(dá)與乳腺癌臨床病理特征的關(guān)系(例)

圖1 GLUT-1陽(yáng)性組和陰性組無(wú)復(fù)發(fā)生存曲線

3 討論

GLUT-1基因位于1p34.2，其編碼蛋白為55 kD，是1種膜性易化葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能促進(jìn)葡萄糖向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散及促進(jìn)細(xì)胞代謝，是哺乳動(dòng)物葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)最重要的載體，也是已知葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族中分布最廣泛的轉(zhuǎn)運(yùn)體，不但參與葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的正常生理過(guò)程，而且在腫瘤等許多病理情況下出現(xiàn)異常表達(dá)。GLUT-1在生理狀態(tài)下主要分布于紅細(xì)胞胞膜，胎盤及血-腦屏障等，在惡性腫瘤細(xì)胞中由于代謝增強(qiáng)、無(wú)氧酵解增加而出現(xiàn)過(guò)表達(dá)。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，GLUT-1的過(guò)表達(dá)與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，是目前腫瘤研究的熱點(diǎn)之一[2～4]。

眾所周知，惡性腫瘤主要生長(zhǎng)特征為腫瘤細(xì)胞的持續(xù)、快速增殖，腫瘤組織生長(zhǎng)速度過(guò)快而血供相對(duì)不足，中央組織往往處于缺氧狀態(tài)，而缺氧常使腫瘤具有更高的惡性程度。細(xì)胞缺氧與營(yíng)養(yǎng)缺乏是GLUT-1表達(dá)增強(qiáng)的主要誘因：在腫瘤缺氧狀態(tài)下，缺氧誘導(dǎo)因子1-α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)表達(dá)增強(qiáng)，可以調(diào)控與細(xì)胞代謝及血管生成相關(guān)的多種下游因子的基因轉(zhuǎn)錄[5]，包括誘導(dǎo)及促進(jìn)葡萄糖代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)蛋白如GLUT-1、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、促紅細(xì)胞生成素等[6～8]，并促進(jìn)腫瘤新生血管形成。因此，在缺氧環(huán)境下GLUT-1在惡性腫瘤細(xì)胞表面往往異常高表達(dá)[9]，從而增加腫瘤細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取而滿足其能量需求，由此進(jìn)一步促進(jìn)惡性腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。

呂增華等[10]研究發(fā)現(xiàn)，GLUT-1表達(dá)與胃黏液腺癌早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)；Semaan等[11]報(bào)道，GLUT-1和卵巢癌組織微血管密度呈正相關(guān)，并且是重要的預(yù)后因素；Kunkel等[12]報(bào)道，在口腔鱗癌患者中GLUT-1陽(yáng)性組總生存期，顯著短于GLUT-1陰性組。GLUT-1參與了胃癌、卵巢癌及口腔癌等多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，說(shuō)明GLUT-1與惡性腫瘤的高侵襲性及不良預(yù)后有關(guān)，但在乳腺癌的研究中，國(guó)內(nèi)鮮有其與預(yù)后的相關(guān)報(bào)道。

本研究發(fā)現(xiàn)，GLUT-1在乳腺癌中的高表達(dá)率為61.7%(50/81)，而乳腺纖維瘤組織中未見(jiàn)GLUT-1表達(dá)，兩者具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與國(guó)外Schmidt等[13]研究結(jié)果相近，提示GLUT-1與乳腺癌的發(fā)生及乳腺癌細(xì)胞的增殖活性密切相關(guān)。由此推測(cè)GLUT-1參與了惡性腫瘤的發(fā)生，并可能是腫瘤惡變的早期標(biāo)志。GLUT-1表達(dá)與患者年齡、腫瘤大小無(wú)相關(guān)性，而且我們也未發(fā)現(xiàn)其過(guò)表達(dá)與雌孕激素受體狀態(tài)顯著相關(guān)，這與國(guó)內(nèi)一些學(xué)者的研究結(jié)果一致[14]。GLUT-1表達(dá)與乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目、有無(wú)轉(zhuǎn)移和(或)復(fù)發(fā)顯著相關(guān)。本組81例乳腺癌患者中GLUT-1陽(yáng)性組和陰性組無(wú)復(fù)發(fā)生存時(shí)間分別為(48.56±3.50)個(gè)月和(66.79±4.50)個(gè)月，兩組間存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。GLUT-1表達(dá)與乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后有關(guān)。綜上，我們認(rèn)為：隨著全身腫瘤負(fù)荷的增大，癌組織能量需求也隨之升高，在惡性腫瘤微環(huán)境缺氧的條件下，無(wú)氧酵解依然是腫瘤主要的供能方式，而GLUT-1作為細(xì)胞膜上主要的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)通路，為腫瘤細(xì)胞提供最基本的葡萄糖供應(yīng)，其在表達(dá)增強(qiáng)的同時(shí)，多種癌基因和生長(zhǎng)因子介導(dǎo)缺氧反應(yīng)基因的調(diào)控而上調(diào)、激活GLUT-1[15]，促使葡萄糖的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)，從而滿足腫瘤細(xì)胞在缺血、缺氧環(huán)境下的不斷倍增。因此，GLUT-1高表達(dá)的乳腺癌病例具有較強(qiáng)的侵襲性生物學(xué)特性，更易于復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，并且是1個(gè)具有判斷預(yù)后意義的指標(biāo)。

總之，GLUT-1參與葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)、增強(qiáng)糖酵解，以提供腫瘤組織無(wú)限增殖、侵襲的能量代謝需要，GLUT-1與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，并可作為判斷乳腺癌惡性生物學(xué)行為及預(yù)測(cè)預(yù)后的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此，更加深入和廣泛地探討GLUT-1在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用，將為乳腺癌的診治提供新的靶點(diǎn)，對(duì)提高乳腺癌的診治水平具有重大意義。

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