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小细胞肺癌患者PRX1、CACNA2D1表达与调强放疗疗效相关性研究

2025-01-02 51 上传者：管理员

摘要：目的分析非小细胞肺癌（NSCLC）患者硫氧还原蛋白过氧化物酶1（PRXl）、钙通道α2δ1亚基（CACNA2D1）表达与调强放疗效果的相关性。方法选取2020年1月至2022年1月于陕西省肿瘤医院接受调强放疗的112例NSCLC患者的癌组织为NSCLC组，并根据放疗疗效，将112例NSCLC患者分为有效组（74例）和无效组（38例）,以60例接受手术治疗的NSCLC患者的癌旁正常肺组织为对照组。采用免疫组织化学及蛋白免疫印迹检测组织中PRX1、CACNA2D1表达。采用Spearman秩相关分析PRX1与CACNA2D1表达的相关性。采用多因素Logistic回归分析NSCLC患者调强放疗疗效的影响因素。结果 NSCLC组PRX1、CACNA2D1阳性率高于对照组（χ2=46.615、46.456,P<0.05）。NSCLC组PRX1、CACNA2D1相对灰度值高于对照组（t=9.357、9.509,P<0.05）。NSCLC癌组织PRX1与CACNA2D1表达呈正相关（r=0.724,P<0.001）。TNM分期Ⅲ～Ⅳ期、低分化程度、淋巴结转移患者癌组织PRX1、CACNA2D1阳性率均高于TNM分期Ⅰ～Ⅱ期、中高分化、无淋巴结转移患者（P<0.05）。无效组TNM分期Ⅲ～Ⅳ期占比、淋巴结转移占比、PRX1阳性率、CACNA2D1阳性率均高于有效组（P<0.05）。TNM分期Ⅲ～Ⅳ期、淋巴结转移、PRX1阳性、CACNA2D1阳性是影响NSCLC患者调强放疗疗效的危险因素（P<0.05）。结论 NSCLC患者PRX1、CACNA2D1阳性率增加，与TNM分期、分化程度及淋巴结转移有关，均是影响NSCLC患者调强放疗疗效的危险因素。

关键词：
手术治疗
硫氧还原蛋白过氧化物酶1
调强放疗
钙通道α2δ1亚基
非小细胞肺癌
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肺癌是人类常见的恶性肿瘤，全球每年新发250万例，死亡160万例[1]。非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌患者总数的85%,多数患者确诊时已为晚期，失去手术治疗机会，预后极差[2]。放疗是NSCLC患者的主要治疗方式之一。相较于常规放疗，调强放疗具有较高的肿瘤局部控制率，周围器官受照射剂量低，放疗并发症少[3]。但不同患者对放疗的敏感性存在差异，患者放疗疗效不一[4]。硫氧还原蛋白过氧化物酶1(PRXl)属于抗氧化酶家族成员，能抑制细胞内过氧化氢和烷基氢过氧化物，发挥抗氧化保护作用[5]。有研究表明，口腔鳞癌中PRXl的过表达能促进癌细胞的增殖、侵袭和迁移，增强癌细胞的放疗抵抗性[6-7]。钙通道α2δ1亚基(CACNA2D1)蛋白属于电压依赖性钙通道复合物的α2和δ亚基，在细胞膜极化时介导钙离子流入细胞[8]。有研究表明，CACNA2D1能够激活肺癌细胞中钙调神经磷酸酶信号传导，维持癌细胞干细胞样特性，促进肿瘤的增殖能力[9]。目前NSCLC中PRX1、CACNA2D1的表达及其与调强放疗疗效的关系尚不明确。本研究旨在分析NSCLC患者PRX1、CACNA2D1表达与临床病理特征及调强放疗疗效的关系。

1、资料与方法

1.1一般资料

选取2020年1月至2022年1月于陕西省肿瘤医院接受调强放疗的112例NSCLC患者的癌组织为NSCLC组。纳入标准：(1)经穿刺病理组织学确诊为NSCLC,为原发性肿瘤；(2)年龄18～80岁，生存质量卡氏评分>70分；(3)接受调强放疗治疗，原发肿瘤靶区生物剂量≥60 Gy; (4)初次治疗，入院前无化疗及生物治疗等肿瘤治疗史；(5)一般临床资料、CT或核磁共振等影像学资料及随访资料完整，存在CT可测量的肿瘤病灶。排除标准：(1)已接受手术、化疗或靶向治疗；(2)既往或同时合并其他器官恶性肿瘤；(3)伴有严重的心脑血管疾病、呼吸衰竭、肝肾功能衰竭及精神疾病；(4)未能完成整个放疗疗程；(5)妊娠期或哺乳期女性。NSCLC组中，男72例，女40例；年龄30～78岁，平均(65.14±6.56)岁；肺腺癌60例，肺鳞癌52例；肿瘤分化程度：中高分化程度73例，低分化程度39例；肿瘤最大径：<3 cm 69例，≥3 cm 43例；TNM分期：Ⅰ～Ⅱ期28例，Ⅲ～Ⅳ期84例；淋巴结转移：有71例，无41例。另选取陕西省肿瘤医院60例接受手术治疗的NSCLC患者的癌旁正常肺组织为对照组，其中男37例，女23例；年龄29～79岁，平均(66.04±7.12)岁。NSCLC组和对照组年龄、性别比较差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究通过陕西省肿瘤医院伦理委员会审核批准。

1.2仪器与试剂

Truebeam高剂量率容积旋转调强直线加速器(美国Varian公司);Eclipse计划系统(美国Varian公司);显微镜(日本奥林巴斯公司，BX53);通用SP免疫组织化学试剂盒(北京索莱宝生物科技有限公司，货号SP0041);PRX1、CACNA2D1单克隆抗体(美国Abcam公司，ab211292、ab313763)。BCA蛋白浓度测定试剂盒和SDS-PAGE凝胶配制试剂盒均购自上海碧云天生物科技公司，货号：P0011、P0012A。1658033型垂直电泳转印系统和GelDoc Go多功能数字凝胶成像系统均购自美国Bio-Rad公司。

1.3方法

1.3.1免疫组织化学检测

调取病理科保存的癌组织及正常肺组织蜡块，4μm层厚切片，恒温箱60℃烤片2 h,按照常规免疫组织化学步骤染色。PRX1、CACNA2D1抗体(稀释比1∶100)4℃孵育16 h,二抗37℃孵育2 h, DAB显色5 min,苏木素复染，梯度乙醇脱水，二甲苯透明化，中性树胶封片，镜下观察染色。着色程度评分：无着色为0分，浅黄色为1分，棕黄色为2分。着色面积评分：面积0%～10%为1分；>10%～50%为2分；>50%～80%为3分。着色程度和着色面积评分的乘积<2分为阴性，≥2分为阳性。

1.3.2蛋白免疫印迹检测

将癌组织和正常肺组织约50 mg,加入RIPA液氮中研磨，3 000 r/min离心10 min,采用BCA法进行蛋白定量，100℃金属浴5 min,然后进行SDS-PAGE凝胶电泳，70 V电泳30 min后，110 V电泳60 min,湿转法转膜，5%的脱脂奶封闭，PRX1、CACNA2D1一抗(稀释比1∶1 000)4℃孵育16 h,二抗室温孵育1 h,凝胶成像仪中曝光成像。图像采用Image J软件进行定量分析，计算各蛋白条带的相对灰度值。

1.3.3调强放疗计划

调强放疗方案：对患者进行个体化定制体膜，画标记定位线贴铅点并行胸部CT定位扫描，上传模拟定位CT扫描图像到Eclipse计划系统，然后行靶区勾画。原发肿瘤靶区包含原发肿瘤病灶和转移淋巴结区域。临床靶区根据肿瘤病理类型由原发肿瘤靶区向外扩得到，原发灶为腺癌原发肿瘤靶区外扩8 mm,鳞癌外扩6 mm。计划靶区在临床靶区的基础上向外扩大0.5 cm。照射线能量：6-MVX射线，每日剂量每次2.0～2.2 Gy,每周5次，放疗6周，总治疗剂量60～70 Gy。

1.3.4疗效评价及分组

参考RECIST1.1标准评估疗效[10],完全缓解为病灶完全消失，维持时间≥4周；部分缓解为病灶最大径总和缩小≥30%,维持时间≥4周；疾病进展为病灶最大径总和增加≥20%或出现新病灶；疾病稳定为目标病灶变化介于部分缓解和疾病稳定之间。完全缓解和部分缓解的患者纳入有效组，疾病稳定和疾病进展患者纳入无效组。

1.4统计学处理

采用SPSS26.0统计软件进行数据处理及统计分析。符合正态分布的计量资料以表示，组间比较采用t检验；计数资料以频数或百分率表示，组间比较采用χ2检验。采用Spearman秩相关分析PRX1与CACNA2D1表达的相关性；采用多因素Logistic回归分析NSCLC患者调强放疗疗效的影响因素。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 NSCLC组和对照组PRX1、CACNA2D1表达

PRX1、CACNA2D1棕黄色染色位于细胞质和细胞膜。NSCLC组PRX1、CACNA2D1阳性率分别为62.50%(70/112)、64.29%(72/112),高于对照组的8.33%(5/60)、10.00%(6/60,χ2=46.615、46.456,均P<0.05)。见图1。蛋白免疫印迹结果进一步证实，NSCLC组PRX1相对灰度值(1.24±0.21 vs. 0.23±0.05),CACNA2D1(1.31±0.23 vs. 0.20±0.04)相对灰度值高于对照组(t=9.357、9.509,均P<0.05)。见图2。

图1NSCLC组和对照组PRX1、CACNA2D1表达(免疫组织化学,×200)

图2NSCLC组和对照组PRX1、CACNA2D1表达(蛋白免疫印迹,×200)

2.2 NSCLC癌组织PRX1与CACNA2D1的相关性

Spearman秩相关分析结果显示，NSCLC癌组织PRX1与CACNA2D1表达呈正相关(r=0.724,P<0.001)。

2.3不同临床病理特征NSCLC患者癌组织PRX1、CACNA2D1表达差异

TNM分期Ⅲ～Ⅳ期、低分化程度、淋巴结转移患者癌组织PRX1、CACNA2D1阳性率均高于TNM分期I～Ⅱ期、中高分化、无淋巴结转移患者癌组织(均P<0.05)。见表1。

表1PRX1、CACNA2D1表达与NSCLC临床病理特征的关系[n(%)]

2.4不同调强放疗疗效NSCLC患者临床指标比较

NSCLC患者放疗结束后，完全缓解2例，部分缓解72例，疾病稳定31例，疾病进展7例，其中有效组74例，无效组38例。无效组TNM分期Ⅲ～Ⅳ期占比、淋巴结转移占比、PRX1阳性率、CACNA2D1阳性率均高于有效组(P<0.05)。见表2。

表2不同调强放疗疗效NSCLC患者临床指标比较[n(%)]

2.5影响NSCLC患者调强放疗疗效的因素

以NSCLC患者调强放疗疗效为因变量(1=无效，0=有效),多因素Logistic回归分析显示，TNM分期Ⅲ～Ⅳ期、淋巴结转移、PRX1阳性、CACNA2D1阳性是影响NSCLC患者调强放疗疗效的危险因素(P<0.05),见表3。

表3影响NSCLC患者调强放疗疗效的因素

3、讨论

放疗是NSCLC的主要治疗方式之一，主要用于不可手术或不愿意手术患者的根治性治疗及晚期NSCLC患者的姑息治疗。调强放射治疗是临床上常用的放疗技术，可以提高局部的放疗剂量，提升肿瘤局部控制率，同时降低危及器官的受照射剂量，减少放射性损伤的发生[11]。但不同患者放射治疗的敏感性不同，导致放疗疗效存在差异。因此，寻找早期有效评估放疗疗效的生物标志物，对于及时调整治疗方案意义重大。

PRX1是一种新型过氧化物酶，可减少细胞内活性氧的产生，抑制内皮细胞线粒体的损伤及线粒体介导的细胞凋亡。有研究表明，PRX1在黑色素瘤、胰腺癌等恶性肿瘤中表达上调，其能抑制机体抗肿瘤免疫能力，促进癌细胞增殖、转移[12]。本研究中，NSCLC组PRX1阳性率较对照组显著升高，提示PRX1在NSCLC中发挥促进作用。有研究表明，NSCLC及头颈部鳞癌中插头框蛋白O4能够结合PRX4的启动子区域，在转录水平上调PRX4的表达，从而促进癌细胞的侵袭和迁移[13]。本研究中，PRX1阳性率与患者不良临床病理特征有关，表明PRX1促进NSCLC的进展。有学者报道，胰腺癌中PRX1与叉头盒O3相互作用，激活癌细胞中磷脂酰肌醇3激酶/AKT信号通路，诱导癌细胞的恶性增殖，抑制癌细胞凋亡，导致肿瘤进展[14]。有学者发现，头颈部鳞癌中PRX1的表达能够促进线粒体自噬相关蛋白的表达，促进癌细胞的淋巴结转移，导致患者不良预后[15]。本研究中，PRX1阳性是影响NSCLC患者调强放疗疗效的危险因素，提示NSCLC患者PRX1低表达可能影响放疗疗效，是潜在的评估放疗疗效的标志物。有研究表明，NSCLC癌细胞中PRX1能结合Toll样受体4的启动子区，Toll样受体4的表达上调能够激活核因子κB/p65信号通路，促进癌细胞对放射诱导的DNA损伤修复过程，增强其对放疗的抵抗性，导致癌细胞的恶性增殖和侵袭，而敲低PRX1后可重新恢复癌细胞对放疗的敏感性[16]。另有学者报道，PRX1还能够减少放化疗治疗过程中的活性氧产生，减轻肿瘤微环境的氧化应激，抑制插头框蛋白O1诱导的癌细胞凋亡，降低放化疗治疗的有效性，增加肿瘤复发和转移的风险[17]。

CACNA2D1基因位于人类7号染色体上，其编码蛋白是L-型钙离子通道的重要亚基，参与神经元信号传导、神经递质释放和肌肉收缩等多种生物学功能。有研究表明，胃癌中CACNA2D1能够抑制凋亡信号通路中天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶-3的表达，抑制癌细胞凋亡，是新的肿瘤标志物和治疗靶点[17]。本研究中，NSCLC组CACNA2D1阳性率较对照组增加。其原因与NSCLC中微小RNA-107对CACNA2D1的转录后调控失常有关。有研究表明，微小RNA-107与CACNA2D1mRNA的3′非编码区结合，调控CACNA2D1mRNA的表达[18],而NSCLC中微小RNA-107表达下调，导致CACNA2D1mRNA稳定性增加，促进癌细胞的增殖和侵袭[19]。本研究中，TNM分期Ⅲ～Ⅳ期、低分化程度和淋巴结转移的NSCLC患者癌组织CACNA2D1阳性率较高，提示CACNA2D1促进NSCLC肿瘤进展。有研究表明，胰腺癌中CACNA2D1可通过介导Ca2+内流来维持肿瘤干细胞样特性，促进钙/钙调素依赖蛋白激酶Ⅱδ磷酸化激活M2型丙酮酸激酶，促进其进入细胞核，导致肿瘤恶性增殖，而用抗体阻断CACNA2D1后，癌细胞的增殖能力明显减弱[20]。此外，乳腺癌中CACNA2D1可通过上调癌细胞表面程序性死亡因子配体1的表达，抑制肿瘤微环境中CD8+T细胞的浸润及肿瘤杀伤能力，促进肿瘤免疫逃逸，导致肿瘤进展[21]。本研究中，CACNA2D1阳性是影响NSCLC患者调强放疗疗效的危险因素，表明CACNA2D1的表达有助于评估NSCLC患者放疗疗效。有研究显示，CACNA2D1能够上调肺癌细胞系A549中DNA损伤修复蛋白的表达，提高癌细胞放疗治疗过程中的DNA损伤修复效率，降低其对放疗的敏感性，而CACNA2D1单克隆抗体能明显改善癌细胞对放疗的敏感性[22]。有学者发现，CACNA2D1的表达能够促进癌细胞干细胞特性的维持，降低其对放化疗的敏感性，而在敲除CACNA2D1后，能够显著改善治疗效果，其可能是抗癌治疗的潜在靶点[23]。本研究中，NSCLC癌组织PRX1与CACNA2D1表达呈正相关，提示二者可能存在相互作用的关系。目前NSCLC癌组织中二者的相互作用尚不清楚。分析其原因，癌细胞线粒体中活性氧的过度产生能够诱导PRX1的表达，活性氧同时激活Ca2+信号通路，上调CACNA2D1的表达，促进癌细胞的过度增殖[24]。但NSCLC中二者的具体作用机制仍有待今后深入研究。

综上所述，NSCLC癌组织中PRX1、CACNA2D1阳性率增加，与TNM分期、分化程度及淋巴结转移有关，且均是影响NSCLC调强放疗疗效的危险因素。临床上可根据NSCLC组织中PRX1、CACNA2D1的表达预测患者对放疗的敏感性，制订更准确的治疗策略。本研究的不足在于样本量较小，且为回顾性分析，有待今后设计前瞻性大样本临床试验，进一步研究PRX1、CACNA2D1在NSCLC临床治疗中的应用价值。

参考文献:

[15]李玲玉,路云萍,沈亚俊,等.基于TCGA数据库分析Prx1在头颈部鳞状细胞癌患者组织中的表达及临床意义[J].北京口腔医学,2022,30(1):6-10.

基金资助:陕西省自然科学基础研究项目(2022JQ-960);

文章来源:王冠,李敏,张小妮,等.非小细胞肺癌患者PRX1､CACNA2D1表达与调强放疗疗效的相关性研究[J].国际检验医学杂志,2024,45(24):2945-2950.