TKTL1在結腸腺瘤、結腸癌中的表達及其臨床意義

翟 科 王春暉 李 勇 狄純嬋

山東省淄博市第一醫院消化內二科(255200)

背景：各種腫瘤組織均有TKTL1表達，其表達水平與腫瘤侵襲轉移和預后密切相關。目的：探討TKTL1在結腸腺瘤、結腸癌中的表達及其臨床意義。方法：選取2015年3月—2018年5月至淄博市第一醫院行結腸鏡檢查證實的30例正常結腸黏膜、84例結腸腺瘤以及手術證實的84例結腸癌組織，以免疫組化法檢測TKTL1蛋白表達，并分析TKTL1表達與結腸腺瘤、結腸癌臨床病理參數的關系。結果：結腸腺瘤、結腸癌的TKTL1表達率顯著高于正常結腸黏膜(57.1%、85.7%對13.3%，P<0.01)，且結腸癌TKTL1表達率明顯高于結腸腺瘤(P<0.01)。TKTL1表達與結腸腺瘤患者的性別、年齡、病理類型和病理特征無關(P>0.05)。TKTL1表達與結腸癌患者的性別、年齡、組織分化程度無關(P>0.05)，而與TNM分期、遠處轉移、淋巴結轉移、浸潤深度相關(P<0.05)。結論：TKTL1在結腸腺瘤、結腸癌中的表達顯著高于正常結腸組織，且與結腸癌分期、轉移有相關性，推測TKTL1表達與結腸癌的發生、發展密切相關。

結腸癌是臨床常見的消化道腫瘤，近年隨著消化內鏡診治技術的突飛猛進，結腸腺瘤、結腸早癌等病變的檢出率越來越高?，F有研究認為80%以上的結腸癌由腺瘤演變而來，結腸鏡下行腺瘤摘除術可有效降低結腸癌的發病率[1]。腫瘤細胞的增殖需要消耗大量能量，腫瘤細胞正常能量代謝消耗的葡萄糖是正常機體細胞的10～50倍。糖代謝過程中的磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway)可為腫瘤細胞增生、增殖提供所需的大量能量磷。磷酸戊糖途徑的關鍵酶之一轉酮醇酶(transketolase)可有效改善磷酸戊糖途徑的效率，促進能量合成，與多種惡性腫瘤細胞的生長、侵襲和轉移過程密切相關。轉酮醇酶樣蛋白1(transketolase-like protein 1, TKTL1)與磷酸戊糖途徑關系密切，是能量合成的主要機制之一。TKTL1定位于染色體Xq28，這一區域內存在許多與腫瘤惡變相關的基因[2-4]，可調控腫瘤的發生、發展。本研究通過采用免疫組化法檢測TKTL1在正常結腸黏膜、結腸腺瘤、結腸癌中的表達情況，并觀察其與結腸腺瘤、結腸癌臨床病理參數的關系，旨在評估其對結腸腺瘤、結腸癌早期診斷的價值。

材料與方法

一、材料來源

選取2015年3月—2018年5月至淄博市第一醫院消化內科初次就診的患者，納入結腸鏡檢查中表現為正常結腸黏膜30例和鏡下表現為結腸息肉并由病理檢查診斷為結腸腺瘤84例，84例結腸癌組織由肛腸外科手術病理確診。排除標準：①合并其他腫瘤患者；②接受過放化療或生物免疫等特殊治療的患者。30例正常結腸黏膜患者中，男18例，女12例；年齡25～68歲。84例結腸腺瘤患者中，男52例，女32例；年齡20～80歲；結腸管狀腺瘤60例，絨毛狀腺瘤24例。84例結腸癌患者中，男52例，女32例；年齡34～78歲，>50歲者66例，≤50歲18例；高分化60例，中低分化24例；伴淋巴結轉移56例，無淋巴結轉移28例；TNM分期為Ⅰ+Ⅱ期28例，Ⅲ+Ⅳ期56例。本研究方案通過淄博市第一醫院倫理委員會批準，入選者術前均取得知情同意并簽署知情同意書。

二、方法

各組結腸組織由多聚甲醛固定，脫水，石蠟包埋，連續切片，厚4 μm。55 ℃溫箱中烘烤過夜。分別用于HE、免疫組化染色。免疫組化法的具體步驟按照SP法即用型試劑盒(上海萬疆生物科技有限公司)說明書操作，TKTL1抗體購自北京博奧森生物技術有限公司，抗體終濃度為1∶100。以結腸癌切片作為TKTL1的陽性對照，以PBS代替一抗作為陰性對照。

結果判斷：TKTL1蛋白主要表達于細胞質中，陽性染色表現為胞質內出現棕黃色顆粒。高倍鏡(×400)下隨機選取5個視野，每一視野所見細胞計數不少于200個，計算陽性細胞所占比例。評分標準：陽性細胞比例0～20%，0分；21%～50%，1分；51%～80%，2分；>80%，3分。評分≥2分為TKTL1表達陽性。

三、統計學分析

采用SPSS 22.0統計學軟件，組間率的比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、TKTL1在結腸腺瘤和結腸癌中的表達

TKTL1在正常結腸黏膜、結腸腺瘤、結腸癌組織中的表達率分別為13.3%、57.1%、85.7%。結腸腺瘤、結腸癌組TKTL1表達明顯高于正常結腸黏膜，差異均有統計學意義(χ2=17.102，P<0.01；χ2=52.114，P<0.01)，結腸癌組TKTL1表達明顯高于結腸腺瘤組，差異有統計學意義(χ2=16.800，P<0.01)(表1、圖1)。

表1結腸癌組、結腸腺瘤組、正常結腸黏膜組TKTL1蛋白的表達

*與正常黏膜組比較，P<0.01；#與結腸腺瘤組比較，P<0.01

A：正常結腸黏膜；B：結腸腺瘤；C：結腸癌

二、TKTL1表達與結腸腺瘤患者臨床病理參數的關系

TKTL1表達與結腸腺瘤患者的性別、年齡、病理類型、病理特征等臨床病理參數均無相關性(P>0.05)(表2)。

表2 TKTL1表達與結腸腺瘤臨床病理參數的關系n(%)

三、TKTL1表達與結腸癌患者臨床病理參數的關系

TKTL1表達與結腸癌患者的性別、年齡、組織分化程度無關(P>0.05)，而與浸潤深度、淋巴結轉移、遠處轉移和TNM分期相關(P<0.05)(表3)。

表3 TKTL1表達與結腸癌臨床病理參數的關系n(%)

討 論

結腸癌的預后與其發現的時間密切相關。1974年Morson提出了結腸癌發生的“腺瘤-癌”順序，指出大部分結腸癌是由腺瘤性息肉惡變而來。同時有研究表明，內鏡下及時發現并切除結腸腺瘤，可顯著降低結腸癌的發生率[5]，并建議患者定期復查結腸鏡[6]。近年窄帶成像內鏡、放大內鏡、染色內鏡在臨床中的普及率逐漸增高，結腸腺瘤、結腸早癌和結腸癌的檢出率亦隨之增高。隨著內鏡下治療器械以及技術的逐步成熟，內鏡下切除結腸息肉、結腸腺瘤已廣泛應用于臨床，且并發癥較少。結腸早癌甚至可通過內鏡黏膜下剝離術(endoscopic submucosal dissection, ESD)而得到根治。但目前我國內鏡檢查的普及率仍較低，如何及時發現早期結腸病變尤為重要。

腫瘤細胞代謝旺盛，對葡萄糖的需求極大，可達正常機體細胞的10～50倍。糖酵解途徑可為腫瘤細胞代謝提供大量能量，在腫瘤發生、發展中起有極其關鍵的作用[7]。磷酸戊糖途徑可通過向腫瘤細胞提供還原型輔酶Ⅱ(NADPH)、戊糖以及三磷腺苷(adenosine triphosphate, ATP)等為腫瘤增殖提供能量。轉酮醇酶作為磷酸戊糖途徑的重要限速酶，可根據細胞代謝需求而調控能量代謝反應的方向，提供所需的代謝產物。核糖-5-磷酸通過磷酸戊糖途徑由轉酮醇酶調控經非氧化階段轉化為D-葡萄糖-6-磷酸并生成NADPH；超過85%的核糖-5-磷酸由轉酮醇酶調控生成[8]，可有助于腫瘤細胞更好地適應各種氧環境。轉酮醇酶基因家族包含TKT、TKTL1、TKTL2等。其中，TKTL1在腫瘤的發生中起有重要作用，TKT和TKTL2則對腫瘤無明顯作用[9]。Song等[10]的研究發現胃癌中TKTL1陽性表達率顯著高于正常胃黏膜組織，表明TKTL1在胃癌的發生、發展中發揮重要作用。Li等[11]的研究亦發現，食管鱗癌細胞株中TKTL1表達明顯高于正常上皮組織，差異有統計學意義，表明TKTL1對食管癌的發生、發展有明顯的促進作用。此外，多項研究[12-14]亦證實，非小細胞肺癌、肝細胞肝癌、眼部惡性腫瘤組織中TKTL1表達均顯著上調，且與腫瘤侵襲轉移和預后密切相關。但TKTL1在結腸腺瘤等癌前病變中變化的研究較少見。

本研究結果顯示，TKTL1在正常結腸黏膜、結腸腺瘤、結腸癌中的表達逐漸增高，因取材來源于同一患者的不同性質病變，減少了不同個體導致的差異，可使結果更準確。本研究還發現，TKTL1表達與結腸腺瘤患者性別、年齡、分化程度無關，與結腸癌的浸潤深度、淋巴結轉移、遠處轉移和TNM分期密切相關。提示檢測TKTL1可能對預測結腸癌患者的預后有益。

總之，TKTL1表達可能在結腸癌的進展中起有重要作用。有研究表明通過沉默TKTL1基因表達，可誘導腫瘤細胞發生凋亡[11]，從而為腫瘤的治療提供可能的新靶點。但其具體機制仍有待進一步研究證實。