鐵代謝指標(biāo)在前列腺癌中的表達(dá)變化及臨床意義

季云，薛冬，周萃星，史偉峰

（1.蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院/常州市第一人民醫(yī)院 檢驗(yàn)科，江蘇 常州 213003；2.蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院/常州市第一人民醫(yī)院泌尿外科，江蘇 常州 213003）

0 引言

鐵是維持腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)展的基本物質(zhì)，很多腫瘤的發(fā)生發(fā)展依賴(lài)對(duì)鐵的攝入[1]。鐵蛋白及其受體、轉(zhuǎn)鐵蛋白及其受體在癌癥患者都呈現(xiàn)高濃度表達(dá)。因此，鐵代謝指標(biāo)研究被認(rèn)為是腫瘤診斷治療的一個(gè)重要的突破方向。前列腺癌是男性常見(jiàn)的惡性腫瘤。研究鐵代謝在前列腺癌發(fā)生發(fā)展中的價(jià)值具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料。選取2018 年1 月至7 月在蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院泌尿外科行前列腺活檢的病患80 例，年齡55-75 歲，平均（67±8）歲。根據(jù)免疫組化和骨掃描結(jié)果，患者被分為前列腺增生組（41 例）、前列腺癌無(wú)骨轉(zhuǎn)移組（25 例）和前列腺癌骨轉(zhuǎn)移組（14 例）。

1.2 儀器與試劑。日本SYSMEX-XN9000 系列全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀（配套試劑）；美國(guó)貝克曼AU5800 全自動(dòng)生化儀（配套試劑）；瑞士羅氏E601 化學(xué)發(fā)光儀（配套試劑）；美國(guó)貝克曼DXI-800 化學(xué)發(fā)光儀（配套試劑）；美國(guó)R&D公司試劑盒；Takara 公司PrimeScript RT reagent Kit with gDNA Eraser 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒；Applied Biosystems Q7 熒光定量PCR 儀。

1.3 方法。血紅蛋白（Hb）采用阻抗法檢測(cè)；總蛋白（TP）和堿性磷酸酶（ALP）采用比色法檢測(cè)；總前列腺特異性抗原（TPSA）和游離前列腺特異性抗原（FPSA）采用化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)；血清鐵蛋白（FERR）采用化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)；鐵調(diào)素（Hepcidin）采用競(jìng)爭(zhēng)性酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定；組織樣本Ferroportin mRNA相對(duì)定量采用Qiagen 柱式抽提試劑盒（RNeasy Micro Kit（50）#74004）抽提組織RNA 進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。實(shí)時(shí)熒光定 量PCR：SYBR? Premix Ex Taq ?（Tli RNaseH Plus）（Takara）進(jìn)行各miRNA、mRNA 和內(nèi)參基因的檢測(cè)、定量。在Applied Biosystems Q7 熒光定量PCR 儀上進(jìn)行cDNA 的擴(kuò)增。各實(shí)驗(yàn)組基因表達(dá)水平的計(jì)算按comparative Ct （ΔΔCt）法（Livak and Schmittgen, 2001）進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。采用SPSS 24.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)方差齊性檢驗(yàn)，非正態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用方差分析比較三組間計(jì)量指標(biāo)的差異，采用Pearson 相關(guān)分析進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，受試者工作特征曲線(xiàn)（ROC）分析各實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)對(duì)于前列腺癌及前列腺癌伴骨轉(zhuǎn)移的輔助診斷價(jià)值，P＜0.05 表明有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組患者的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較。三組患者間年齡和TP 水平無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。前列腺癌骨轉(zhuǎn)移組在ALP、TPSA、FPSA、FERR 和血清Hepcidin 較其他兩組顯著升高；Hb、組織內(nèi)Ferroportin 則顯著低于其他兩組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），如表1 所示。

2.2 鐵代謝指標(biāo)在前列腺癌疾病嚴(yán)重程度的相關(guān)性分析。前列腺癌中的血清Hepcidin 與血清鐵蛋白（FERR）與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)；而Ferroportin 呈負(fù)相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 鐵代謝指標(biāo)與前列腺癌疾病嚴(yán)重程度相關(guān)性分析

2.3 鐵代謝指標(biāo)在前列腺癌中的ROC 曲線(xiàn)分析（圖1a、1b）。ROC 曲線(xiàn)顯示，血清Ferroportin mRNA、Hepcidin和FERR 對(duì)于前列腺癌診斷的截?cái)帱c(diǎn)分別為：≤3.12（敏感性：94.9%，特異性：37.2%，AUC：0.865）、≥46.77ng/mL（敏感性：53.8%，特異性：27.5%，AUC：0.621）、≥65.31 ng/mL（敏感性：97.4%，特異性：60%，AUC：0.676）見(jiàn)圖1a；三者對(duì)于前列腺癌骨轉(zhuǎn)移診斷的截?cái)帱c(diǎn)分別為：≤2.12（敏感性：100%，特異性：10.8%，AUC：0.978）、≥53.7 ng/mL（敏感性：78.6% ，特異性：27.7%，AUC：0.746）、≥295.1 ng/mL（敏感性：50.0%，特異性：21.5%，AUC：0.644）見(jiàn)圖1b。

表1 三組患者基本資料及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較

表1 三組患者基本資料及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較

組別 年齡 例數(shù) Hb（g/L） TP（g/L） ALP（U/L） （nT gP/SmA L） （nF gP/SmA L） （nF gE/RmR L） （H negp/cmi dLin） Ferroportin A 組 66±8 41 145.85±15.32? 68.99±4.99 1.94±0.13? 2.58±1.54?# 0.93±0.51?# 1.96±0.56?# 1.51±0.56? 3.27±0.78?#B 組 65±9 25 138.84±16.43? 69.95±4.80 1.97±0.14? 5.15±3.10? 2.24±2.05? 2.29±0.25 1.58±0.40? 2.48±0.44?C 組 68±8 14 124.07±18.70 68.61±4.80 2.12±0.47 6.82±3.34 3.46±2.52 2.39±0.40 1.92±0.35 1.52±0.40

圖1 a 鐵代謝指標(biāo)對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值

圖1 b 鐵代謝指標(biāo)前列腺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷價(jià)值

3 討論

前列腺癌是成年男性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。近年來(lái)前列腺癌的發(fā)病率和死亡率都在逐年上升。最新的研究發(fā)現(xiàn)，鐵與腫瘤的發(fā)生發(fā)展都有密切聯(lián)系，鐵也是維持人體功能所必需的微量元素，鐵元素被認(rèn)為是癌細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的基本物質(zhì)之一。通過(guò)對(duì)前列腺活檢患者鐵代謝的研究，分析鐵代謝在前列腺癌進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中的價(jià)值。

血清鐵蛋白是體內(nèi)貧血指標(biāo)，也是鐵儲(chǔ)存的指標(biāo)之一。通過(guò)研究它可以用來(lái)評(píng)估體內(nèi)鐵的狀態(tài)。當(dāng)鐵缺乏或過(guò)量時(shí)，它在診斷和治療中起著重要作用[2]。血清鐵蛋白也可作為腫瘤輔助診斷的標(biāo)志物之一。炎癥反應(yīng)、小細(xì)胞肺癌中鐵蛋白濃度表達(dá)都有不同程度上升[3]。研究表明前列腺癌骨轉(zhuǎn)移組血清鐵蛋白顯著高于非轉(zhuǎn)移組和前列腺增生組，提示前列腺癌骨轉(zhuǎn)移與血清鐵蛋白的表達(dá)有關(guān)。骨轉(zhuǎn)移的進(jìn)展與鐵代謝密切相關(guān)。

肝細(xì)胞合成和分泌的hepcidin 是體內(nèi)鐵代謝的重要組成部分。據(jù)研究認(rèn)為游離鐵通過(guò)一種調(diào)節(jié)鐵代謝的受體蛋白鐵蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外，導(dǎo)致癌細(xì)胞內(nèi)游離鐵過(guò)多，膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)降低，從而使癌細(xì)胞更具侵襲性。國(guó)外研究也首次發(fā)現(xiàn)，在前列腺癌組織中，hepcidin 的表達(dá)明顯高于良性前列腺增生患者，且與前列腺癌的進(jìn)展和貧血程度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明前列腺癌骨轉(zhuǎn)移患者血清hepcidin 的表達(dá)明顯高于無(wú)骨轉(zhuǎn)移前列腺癌和良性前列腺增生患者。hepcidin 的增加降低了腸黏膜細(xì)胞內(nèi)鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，不能排出腸黏膜細(xì)胞內(nèi)積聚的鐵，導(dǎo)致血液中鐵濃度降低。細(xì)胞膜上鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的減少阻止了儲(chǔ)存鐵的釋放，加重了低鐵血癥并導(dǎo)致貧血[4]。癌性貧血常發(fā)生在惡性腫瘤的晚期，血紅蛋白含量降低。鐵是影響貧血改善的重要因素。hepcidin 在前列腺癌中的表達(dá)與血紅蛋白呈負(fù)相關(guān)，這與國(guó)外研究一致。研究證明在前列腺癌中，hepcidin 的表達(dá)可以改變貧血的程度[5]。前列腺癌骨轉(zhuǎn)移患者血清鐵蛋白和細(xì)胞內(nèi)鐵貯量增加，提示鐵代謝通過(guò)其表達(dá)發(fā)生改變，引起前列腺癌的一系列臨床表現(xiàn)。堿性磷酸酶在前列腺癌骨轉(zhuǎn)移中的表達(dá)增加，對(duì)前列腺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷有一定的特異性，但其敏感性較低，且受多種因素的影響。因此，hepcidin 可作為前列腺癌骨轉(zhuǎn)移患者的輔助診斷指標(biāo)，進(jìn)一步提高其早期診斷水平。

Hepcidin 與細(xì)胞膜上的Ferroportin 結(jié)合，形成Hepcidin-Ferroportin 復(fù)合物，誘導(dǎo)后者在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)降解，從而降低細(xì)胞膜上Ferroportin 的表達(dá)，從而阻斷鐵的產(chǎn)生，使細(xì)胞中鐵的含量增加。低鐵蛋白表達(dá)的腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生胞外游離鐵，更具侵襲性。本研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)前列腺活檢組織中Ferroportin mRNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前列腺癌骨轉(zhuǎn)移組織中Ferroportin 的表達(dá)顯著降低，與血清中鐵調(diào)素和鐵蛋白的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。其機(jī)制可能是膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)下降，細(xì)胞無(wú)法釋放到細(xì)胞外，導(dǎo)致胞內(nèi)高鐵狀態(tài)，鐵的超載增加細(xì)胞內(nèi)活性氧濃度，細(xì)胞遺傳物質(zhì)損壞，進(jìn)而蛋白質(zhì)合成障礙，進(jìn)一步引起細(xì)胞損傷，基因發(fā)生突變，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。Orlandi R 等人研究發(fā)現(xiàn)Hepcidin 和Ferropotin 在乳腺癌中的表達(dá)可以作為乳腺癌進(jìn)展和骨轉(zhuǎn)移的診斷和預(yù)測(cè)因子。我們的研究也表明其在前列腺癌中起著積極的作用，可以作為腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的檢測(cè)指標(biāo)。

通過(guò)ROC 曲線(xiàn)分析，鐵代謝指標(biāo)對(duì)于判斷前列腺癌的腫瘤危險(xiǎn)性和前列腺癌患者復(fù)發(fā)和骨轉(zhuǎn)移的概率具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。組織中Ferroportin mRNA，Hepcidin、FERR 對(duì)于前列腺癌及骨轉(zhuǎn)移具有較高的診斷敏感性，且和前列腺癌病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)，因此可以用于前列腺癌的輔助診斷及疾病進(jìn)展的預(yù)測(cè)。目前前列腺癌的篩查主要依靠腫瘤特異性標(biāo)志物前列腺特異抗原（PSA）的測(cè)定，前列腺癌的轉(zhuǎn)移主要基于骨掃描對(duì)活性骨破壞的分析。通過(guò)對(duì)前列腺良惡性疾病患者中鐵代謝的研究，提高對(duì)前列腺癌發(fā)生和進(jìn)展的預(yù)測(cè)能力，以早期發(fā)現(xiàn)前列腺癌及骨轉(zhuǎn)移，甚至未來(lái)作為靶向治療新研究方向，具有十分重要的意義。