周 俊,叶 丽,林凡莉,汪姝玥,李晓明,黄纯兰△

(1.西南医科大学临床医学院,四川泸州 646000;2.西南医科大学附属医院血液内科,四川泸州 646000)

多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)居血液系统恶性肿瘤第2位,目前仍是临床无法治愈的疾病。MM以骨髓微龛中瘤型浆细胞克隆、增殖,血液、尿液中单克隆蛋白增多为主要特点,终末器官损害主要表现为贫血、肾功能不全、骨痛、高钙血症等[1-3]。趋化因子配体12(CXCL12)及趋化因子受体4(CXCR4)形成CXCL12/CXCR4生物轴在多种肿瘤中发现,能够促进肿瘤细胞的生长,抑制肿瘤细胞的凋亡,促进肿瘤血管生成,影响某些肿瘤的靶向转移,增强肿瘤细胞的黏附和迁移能力,影响肿瘤细胞的分泌行为等[4-7],其在MM中的作用机制有待进一步研究,本研究通过测定MM患者骨髓活检组织中CXCL12、CXCR4、微血管密度(microvessel density,MVD)的表达、分布,以研究其在MM中表达并对临床意义进行讨论,现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2013年1月至2016年7月西南医科大学附属医院血液科收治的MM患者63例作为试验组,其中男34例,女29例,平均年龄(59.73±8.85)岁,MM分期Ⅰ期7例,Ⅱ期14例,Ⅲ期42例,免疫球蛋白分型轻链型11例,IgG型33例,IgA型19例,血清轻链分型λ型26例,κ型37例。所有患者均符合中国MM诊治指南(2015年修订)中MM诊断标准[8]。选择同期健康人42例作为对照组,其中男20例,女22例,平均年龄(60.20±13.37)岁。

1.2方法

1.2.1检测方式 用免疫组织化学SP法,检测试验组、对照组骨髓活检组织标本中CXCL12、CXCR4及MVD的表达。收集骨髓活检组织蜡块4 μm厚连续切片,依次行脱蜡水化、抗原修复、一抗、二抗孵育、二氨基联苯胺(DAB)显色、苏木精复染、分化-封片、镜检、拍照。用已知阳性切片做阳性对照,以磷酸缓冲盐溶液(PBS)代替一抗做阴性对照。并收集两组性别、年龄、临床分期、免疫球蛋白、轻链分型临床资料,将上述资料进行统计学相关分析。

1.2.2结果判定 骨髓组织细胞的细胞质和细胞膜内出现棕黄色着色颗粒为CXCL12和CXCR4阳性细胞,结果评价用SP法染色强度(阳性)和阳性细胞百分比确定。随机观察10个高倍视野(×400),每个视野计数100个细胞,根据其中阳性细胞所占百分比和染色强度分别进行评分,最后综合评定结果。(1)阳性细胞所占百分比评分:<10%为0分,10%~25%为1分,>25%~50%为2分,>50%为3分。(2)染色强度评分:无染色为0分,淡黄色为1分,淡黄色至黄色为2分,黄色至棕黄色为3分。(3) 结果判断:染色强度和阳性细胞分值之和为最终分值。总积分0~1分为阴性(-),2~3分为弱阳性(+),4~5分为中强阳性(++),6分及以上为强阳性(+++)。细胞质出现棕黄色着色颗粒为MVD阳性细胞,首先形态学观察:在低倍光学显微镜下(×100)判断骨髓病理切片的取材、染色是否成功,骨髓增生程度,微血管分布情况;高倍镜下(×400)观察内皮细胞、微血管形态,并进行微血管计数。骨髓MVD计数:对每张切片进行 MVD 计数。首先在低倍镜下(×100)进行逐个视野的观察,至少选出 3 个血管最丰富且不相连的热点区域,然后在高倍镜下(×400)计数微血管,共计数 3 次,取其平均值表示 MVD。任何呈棕黄色的能够计数的血管,不以是否有管腔或管腔中是否有红细胞作为判断标准,骨小梁内或与骨小梁相连的血管被排除在外。

2 结 果

2.1CXCL12、CXCR4和MVD染色情况 CXCL12、CXCR4蛋白表达阳性染色位于骨髓细胞细胞质,染色颗粒呈浅黄色或棕黄色;MVD蛋白表达阳性染色位于细胞膜,见图1~3。

A:对照组骨髓中细胞染色呈黄色,细胞散在表达,呈弱阳性;B:试验组骨髓中细胞弥漫表达,呈棕黄色,呈强阳性

图1两组骨髓中CXCL12染色(×400)

A:对照组骨髓中细胞染色呈黄色,细胞散在表达,呈弱阳性;B:试验组骨髓中细胞弥漫表达,呈棕黄色,呈强阳性

图2两组骨髓中CXCR4染色(×400)

A:对照组骨髓显示微小血管形态规则,结构良好;B:试验组骨髓显示微血管明显增多,微血管形态不规则,大小不一;C:试验组骨髓可见单个内皮细胞,内皮细胞团簇,甚至成线状排列未见明显管腔

图3 两组骨髓中MVD染色(×400)

2.2CXCL12、CXCR4和MVD蛋白表达情况 试验组骨髓CXCL12、CXCR4和MVD表达明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。MM患者骨髓CXCL12、CXCR4和MVD的表达与患者性别、年龄、免疫球蛋白、轻链分型表达差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3相关性分析结果 MM的骨髓CXCL12表达与CXCR4、MVD表达均呈正相关,见表1。

3 讨 论

MM是骨髓中浆细胞呈恶性克隆的增殖性疾病,可累及骨髓、血液、肾脏等多个靶器官,骨髓微环境也受浆细胞影响发生相应变化。诸多学者就分子、因子等多方面对MM微环境改变、血管生成机制等进行研究[9-14]。

CXCL12又称基质细胞衍生因子-1(SDF-1),属于CXC族趋化因子成员,对骨髓基质细胞、T淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、树突状细胞等均有趋化作用,而这些细胞也都表达CXCR4。CXCR4是CXCL12的特异受体,是由352个氨基酸组成的G蛋白偶联受体。CXCL12/CXCR4生物轴在调节肿瘤的发生、发展、侵袭、转移、血管生成中具有重要作用[15-19]。MM细胞可表达CXCR4,CXCL12 与 CXCR4 相互作用,趋化MM细胞的迁移和定居在骨髓微环境[20-21]。本研究试验组CXCL12、CXCR4的表达较对照组明显增加,与以上观点相符合,CXCL12、CXCR4与MM的发生相关,因此推测CXCL12/CXCR4生物轴在MM发病机制中具有重要作用。此外,该生物轴与骨髓微环境中血管新生具有密切关系。CXCL12/CXCR4生物轴可通过促进血管内皮生长因子(VEGF)分泌促进血管生成[22-25]。既往多项研究表明血管新生与恶性血液病发生、演变、预后密切相关[26-27]。MM骨髓活检中MVD明显高于对照组,表明血管新生与MM的发生有明显关系。肿瘤的发生、发展有赖于新生血管的形成,而CXCL12/CXCR4与血管新生过程密切相关[28]。在肿瘤缺氧环境下,由缺氧因子诱导,VEGF大量表达,CXCL12表达也明显升高。ECONOMIDOU等[29]研究发现CXCL12/CXCR4在恶性胸腔积液中高度表达,并发现CXCL12与VEGF呈正相关,因此认为CXCL12上调VEGF的表达,促进血管新生。本研究表明,MM组骨髓CXCL12/CXCR4的表达与MVD的表达呈正相关,故推测MM骨髓微环境中CXCL12/CXCR4生物轴可促进血管新生,因此可认为抑制CXCL12/CXCR4在微血管形成的作用会成为抗肿瘤治疗的新途径。

综上所述,骨髓微环境中血管新生机制可能成为治疗MM的新靶点,通过抑制CXCL12/CXCR4生物轴抗血管新生可为MM的发病机制及寻找有效的诊断和治疗提供新的途径。

[1]MATEOS M V,OCIO E M,PAIVA B,et al.Treatment for patients with newly diagnosed multiple myeloma in 2015[J].Blood Rev,2015,29(6):387-403.

[2]KYLE R A,RAJKUMAR S V.Multiple myeloma[J].N Engl J Med,2004,351(18):1860-1873.

[3]MOREAU P,SAN M J,LUDWIG H,et al.Multiple myeloma:ESMO clinical practice guidelines for diagnosis,treatment and follow-up[J].Ann Oncol,2013,24(suppl 5):vi133-137.

[4]RUBIE C,KOLLMAR O,FRICK V O,et al.Differential CXC receptor expression in colorectal carcinomas[J].Scand J Immunol,2008,68(6):635-644.

[5]RUBIE C,FRICK V O,WAGNER M,et al.Chemokine expression in hepatocellular carcinoma versus colorectal liver metastases[J].World J Gastroenterol,2006,12(41):6627-6633.

[6]MIYANISHI N,SUZUKI Y,SIMIZU S,et al.Involvement of autocrine CXCL12/CXCR4 system in the regulation of ovarian carcinoma cell invasion[J].Biochem Biophys Res Commun,2010,403(1):154-159.

[7]DO C A,PATRICO I,CURZ M T,et al.CXCL12/CXCR4 promotes motility and proliferation of glioma cells[J].Cancer Biol Ther,2010,9(1):56-65.

[8]中国医师协会血液科医师分会,中华医学会血液学分会,中国协会医师MM专业委员会.中国MM诊治指南(2015修订)[J].中华内科杂志,2015,54(12):1066-1070.

[9]PAPADAS A,ASIMAKOPOULOS F.Mechanisms of resistance in multiple myeloma[M].Handbook of Experimental Pharmacology,Springer,Berlin,Heidelberg,2017:1-38.

[10]CIAVARELLA S,LAURENZANA A,DE S S,et al.u-PAR expression in cancer associated fibroblast:new acquisitions in multiple myeloma progression[J].BMC Cancer,2017,17(1):215.

[11]ZHAO P,CHEN Y,YUE Z,et al.Bone marrow mesenchymal stem cells regulate stemness of multiple myeloma cell lines via BTK signaling pathway[J].Leuk Res,2017(57):20-26.

[12]RIBATTI D,VACCA A.Role of endothelial cells and fibroblasts in multiple myeloma angiogenic switch[J].Cancer Treat Res,2016(169):51-61.

[13]KAWANO Y,MOSCHETTA M,MANIER S,et al.Targeting the bone marrow microenvironment in multiple myeloma[J].Immunol Rev,2015,263(1):160-172.

[14]RIBATTI D,NICO B,VACCA A.Multiple myeloma as a model for the role of bone marrow niches in the control of angiogenesis[J].Int Rev Cell Mol Biol,2015(314):259-282.

[15]OOI L L,DUNSTAN C R.CXCL12/CXCR4 axis in tissue targeting and bone destruction in cancer and multiple myeloma[J].J Bone Miner Res,2009,24(7):1147-1149.

[16]DE N F,SCHIANO C,INFANTE T,et al.CXCR4 inhibitors:tumor vasculature and therapeutic challenges[J].Recent Pat Anticancer Drug Discov,2012,7(3):251-264.

[17]DIAMOND P,LABRINIDIS A,MARTIN S K,et al.Targeted disruption of the CXCL12/CXCR4 axis inhibits osteolysis in a murine model of myeloma-associated bone loss[J].J Bone Miner Res,2009,24(7):1150-1161.

[18]BROMAGE D I,TAFEMER S,PILLAI M,et al.A novel recombinant antibody specific to full-length stromal derived factor-1 for potential application in biomarker studies[J].PLoS One,2017,12(4):e0174447.

[19]LIANG Z,BROOKS J,WILLARD M,et al.CXCR4/CXCL12 axis promotes VEGF-mediated tumor angiogenesis through AKT signaling pathway[J].Biochem Biophys Res Commun,2007,359(3):716-722.

[20]SANZ-RODRIGUEZ F,HIDALGO A,TEIXIDO J.Chemokine stromal cell-derived factor-1 alphamodulates VLA-4 integrin-mediated multiple myeloma cell adhesion to CS-1 fibronectin and VCAM-1[J].Blood,2001,97:346-351.

[21]HIDESHIMA T,CHAUHAN D,HAYASHI T,et al.The biological sequelae of stromal cell-de-rived factor-1 alpha in multiple myeloma[J].MolCancer Ther,2002,1(7):539-544.

[22]KIJOWSKI J,BAJ-KRZYWORZEKA M,MAJKA M,et al.The SDF-1-CXCR4 axis stimulates VEGF secretion and activates integrins but does not affect proliferation and survival in lympho-hematopoietic cells[J].Stem Cells 2001,19(5):453-466.

[23]DARASH-YAHANA M,PIKARSKY E,ABRAMOVITH R,et al.Role of high expression levels of CXCR4 in tumor growth,vascularization,and metastasis[J].FASEB J,2004,18(11):1240-1242.

[24]DEKKER L V,SEGAL A W.Perspectives:signal transduction.Signals to move cells[J].Science,2000,287(5455):982-985.

[25]MARINACCIO C,NICO B,MAIORANO E,et al.Insights in Hodgkin lymphoma angiogenesis[J].Leuk Res,2014,38(8):857-861.

[26]GONCALVES K A,胡国富.血管生成素在造血系统恶性肿瘤中的作用及机制[J].中国生物化学与分子生物学报,2015,31(12):1267-1275.

[27]HAN Y,WANG X,WANG B.The progress of angiogenic factors in the development of leukemias[J].Intractable Rare Dis Res,2016,5(1):6-16.

[28]TANG J M,WANG J N,ZHANG L,et al.VEGF/SDF-1 promotes cardiac stem cell mobilization and myocardial repair in the infarcted heart[J].Cardiovasc Res,2011,91(3):402-411.

[29]ECONOMIDOU F,ANTONIOU K M,SOUFLA G,et al.Role of VEGF-stromal cell-derived factor-1 alpha/CXCL12 axis in pleural effusion of lung cancer[J].J Recept Signal Transduct Res,2010,30(3):154-160.