Chinese Journal of Lung Cancer
中国肺癌杂志编辑部
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非小细胞肺癌胸腔镜与常规开胸术后血清VEGF、MMP-9变化的研究
DOI 10.3779/j.issn.1009-3419.2014.01.04, Volume: 17, Issue: 1,

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Highlights

Notes

Abstract

背景与目的血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)及基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)是重要的促血管生成因子,它们在肺癌血管生成中起着非常重要的作用。本研究旨在探讨非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者围手术期血清VEGF及MMP-9水平变化的规律,同时比较电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery, VATS)及常规开胸手术(traditional open surgery, TOS)后上述指标变化的差异。方法选取卫生部北京医院胸外科2010年10月-2012年8月收治的NSCLC患者43例,入组患者均在全麻下行肺叶切除、系统淋巴结清扫术,所有患者均于术前1天、术后第1、2、3、7天抽取静脉血测定血清VEGF及MMP-9的水平,观察围手术期两指标的变化规律。根据手术方式的不同将入组患者分为胸腔镜组(VATS组,25例)及常规开胸组(TOS组,18例),比较两组围手术期血清VEGF及MMP-9变化的差异。结果NSCLC患者术后血清VEGF及MMP-9水平均呈先升高后下降的趋势,分别于术后第2天、第3天达到峰值浓度,与术前相比有明显统计学差异(P=0.031, P=0.020),术后第7天时,两者水平仍高于术前。VATS组和TOS组两组术后VEGF及MMP-9水平也均出现先升高后下降的变化规律,变化幅度以TOS组明显,但两组间两指标变化趋势的差异均无统计学意义(F=2.022, P=0.163; F=1.703, P=0.199)。结论NSCLC患者术后早期均出现血清VEGF及MMP-9水平的升高,变化幅度以TOS组略明显,但VATS与TOS组间的差异无统计学意义。

Keywords
非小细胞肺癌胸腔镜与常规开胸术后血清VEGF、MMP-9变化的研究

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)及基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)在肺癌血管生成中起着非常重要的作用,已有研究[1-3]表明,治疗前血清VEGF及MMP-9的水平是非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者预测转移、评估预后的良好指标。胸腔镜手术是胸部微创手术的代表,具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势[4, 5],与常规开胸手术(traditional open surgery, TOS)相比,它对促血管生成因子的影响能否也表现出优势还不确定,国内外此方面研究少。本研究旨在通过监测NSCLC患者围手术期VEGF及MMP-9水平的动态变化,探讨NSCLC患者术后早期发生转移的机制,进一步比较电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery, VATS)及TOS两种手术方式对上述因子影响的差异,评估VATS手术在上述方面能否表现出优势。

1. 研究对象和方法

1.1. 研究对象

2010年10月-2012年8月,卫生部北京医院胸外科住院的NSCLC患者,术前评估无开胸或VATS手术禁忌,拟行肺叶切除、系统性淋巴结清扫手术的患者为待入组者。若手术最终为肺叶切除+系统性淋巴结清扫,且术前术后不存在影响VEGF或MMP-9水平情况的患者为最终入组患者。

入组标准:①肿块 < 6 cm,叶支气管未受侵犯;②行肺叶切除+系统性淋巴结清扫手术;③术前术后不存在影响VEGF或MMP-9水平的情况(合并其他组织或器官的肿瘤、二次手术、脓胸等);④无远处转移。

根据手术方式不同,入组患者分为胸腔镜手术组(VATS组)和常规开胸手术组(TOS组)。

1.2. 手术方法

手术中,所有患者均行静脉吸入复合全麻,双腔气管插管,术中均行单肺通气,每个患者均行解剖性肺叶切除+系统性肺门纵隔淋巴结清扫术。

VATS肺叶切除:手术切口由主操作孔、腔镜孔及一个辅助操作孔组成,其中主操作孔切口长约3 cm-5 cm,选用腋前线第4或5肋间进胸,腔镜孔选用腋中线第7或8肋间进胸,辅助操作孔选择肩胛线第7或8肋间。不使用肋骨牵开器,根据情况选用乳突牵开器牵开皮肤肌层或切口保护套。胸内操作完全在镜下完成,支气管、肺裂及较大血管的处理采用一次性切割缝合器,较小血管处理采用丝线或可吸收夹。

TOS肺叶切除:一般选用第5或6肋间后外侧切口进胸,切口长约15 cm-20 cm,胸壁肌肉切断,使用肋骨牵开器牵开肋骨,胸内操作完全为直视下完成,血管、支气管及肺的处理采用切割缝合器,或丝线结扎、缝合。

系统性淋巴结清扫:至少4站淋巴结,其中包括肺门淋巴结在内的肺门肺内淋巴结至少1站,包括隆突下淋巴结在内的纵隔淋巴结至少3站。

1.3. 材料与仪器

VEGF、MMP-9放射免疫试剂盒,均由北京福瑞生物工程有限公司提供。γ计数器(北京核仪器厂BH6020型组合式γ计数器)、离心机、振荡机、水浴箱、冰箱、微量加样器等。

1.4. 实验指标测定方法

分别于术前1天,术后第1、2、3、7天清晨,空腹抽取静脉血5 mL,3, 000 r/min离心5 min后取血浆储存于-40 oC冰箱中。待血样收集完成后,分别用放免试剂盒集中测量VEGF、MMP-9的水平。各指标测定时严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.5. 统计学分析

所有数据均以Mean±SD表示,使用软件SPSS 17.0进行数据统计学分析,两组人群资料差异用χ2检验或两独立样本t检验,两组间不同时间点VEGF、MMP-9水平差异采用两独立样本t检验或者重复测量数据的方差分析。P < 0.05为差异具有统计学意义。

2. 结果

2.1. 患者临床及手术资料(表 1)

1
VATS组及TOS组患者临床及手术资料Clinical and surgical characteristics of patients of VATS and TOS group
VATS groupTOS groupP
LUL: left upper lobe; LLL: left lower lobe; RUL: right upper lobe; RML: right middle lobe; RLL: right lower lobe; VATS: video-assisted thoracoscopic surgery; TOS: traditional open surgery; M: Male; F: Female; NS indicates lack of significant differences.
Numbers2518
Age (yr)61.56±10.261.44±9.8NS
Gender (M/F)15/1010/8
FEV1 (L)2.49±0.682.49±0.61NS
Tumor diameter (cm)3.52±1.173.82±1.89NS
Duration of surgery (min)160.6±48.03208.1±83.9NS
Tumor location
  LUL59
  LLL55
  RUL112
  RML20
  RLL22
Histology
  Adenocarcinoma1813
  Squamous cell65
  Large cell10
TNM stage
  Ⅰ189
  Ⅱ24
  Ⅲa55
Numbers of lymph nodes dissected19.6±9.216.6±8.6NS
Groups of lymph nodes dissected5.16±1.034.89±1.13NS

本研究共43例病例入组,分为VATS组(25例)和TOS组(18例),两组资料见表 1。两组在年龄、性别、术前FEV1值、手术时间、肿瘤直径、淋巴结清扫个数、站数等方面无明显统计学差异(P > 0.05)。VATS组1例患者术后出现肺漏气,予高渗葡萄糖胸腔内注射,于术后第9天顺利拔除胸管出院;1例于术后第3周左右出现乳糜胸,予以再次开胸手术结扎胸导管后治愈。

2.2. 围手术期血清VEGF及MMP-9水平的变化(图 1)

NSCLC患者围手术期血清VEGF及MMP-9水平的变化。Time 1:术前;Time 2:术后第1天;Time 3:术后第2天;Time 4:术后第3天;Time 5:术后第7天。
1
NSCLC患者围手术期血清VEGF及MMP-9水平的变化。Time 1:术前;Time 2:术后第1天;Time 3:术后第2天;Time 4:术后第3天;Time 5:术后第7天。Changes of perioperative seral VEGF and MMP-9 levels for NSCLC patients. Time 1: the day before surgery; Time 2: the first day after surgery; Time 3: the second day after surgery; Time 4: the third day after surgery; time 5: the seventh day after surgery. VEGF: vascular endothelial growth factor; MMP-9: matrix metalloproteinase-9. NSCLC: non-small cell lung cancer.

将所有入组患者围手术期VEGF及MMP-9水平的变化进行统计学分析。NSCLC患者术后血清VEGF水平呈先升高后下降的趋势,术后第2天达到峰值浓度,并且与术前相比有明显统计学差异(P=0.031),到术后第7天时,VEGF水平虽较前下降,但仍高于术前水平。NSCLC患者术后MMP-9水平呈逐渐升高的趋势,于术后第7天时较前略下降。与术前水平比较,术后第3天及第7天MMP-9水平均明显高于术前(P=0.020, P=0.034)。

2.3. VATS组及TOS组围手术期VEGF及MMP-9水平变化的比较(图 2)

VATS组及TOS组围手术期血清VEGF、MMP-9水平变化的比较。Time 1:术前;Time 2:术后第1天;Time 3:术后第2天;Time 4:术后第3天;Time 5:术后第7天。
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VATS组及TOS组围手术期血清VEGF、MMP-9水平变化的比较。Time 1:术前;Time 2:术后第1天;Time 3:术后第2天;Time 4:术后第3天;Time 5:术后第7天。Comparison of the changes of perioperative seral VEGF and MMP-9 levels between VATS group and OT group. Time 1: the day before surgery; Time 2: the first day after surgery; Time 3: the second day after surgery; Time 4: the third day after surgery; Time 5: the seventh day after surgery.

按照手术方式不同,将入组患者分为VATS组和TOS组,两组术后VEGF水平均呈现先升高后下降的趋势,变化幅度以TOS组明显,但运用重复测量数据的方差分析,两组间变化趋势差异无统计学意义(F=2.022, P=0.163)。两组间各时间点VEGF水平比较,均未见明显统计学差异(P > 0.05)。VATS组及TOS组术后MMP-9水平均呈现逐渐升高的趋势,以TOS组明显,但两组间变化趋势比较无统计学差异(F=1.703, P=0.199)。两组间各时间点MMP-9水平比较,均未见明显统计学差异(P > 0.05)。

2.4. 血清VEGF与MMP-9水平的相关性分析

NSCLC患者术前及术后第1、2、3、7天血清VEGF水平与MMP-9水平呈正相关,Pearson相关系数分别为0.922、0.910、0.886、0.950、0.978,P值均 < 0.05。

3. 讨论

肿瘤的生长、侵袭和转移必须依赖于血管生成,许多促血管生成因子参与了肿瘤的血管生成过程,其中VEGF及MMP-9在肿瘤的血管生成中起重要作用。VEGF是迄今发现的、最重要的促血管生成因子,它能够调节血管的通透性,促进肿瘤血管生成,许多研究发现在多种肿瘤尤其是转移性肿瘤患者的血清中VEGF水平明显升高,其升高水平与肿瘤转移和复发有关[6-8]。MMP-9是MMP家族成员之一,它能够降解细胞外基质,使肿瘤细胞易于突破细胞外基质构成的结构屏障,向周围组织侵袭或出现远处转移。MMP-9的促血管生成作用不仅表现在能够促进具有活性的VEGF的释放[9],还表现在可以直接作为促血管形成因子参与肿瘤新生血管的形成,从而在血管形成方面发挥关键作用[10]

研究[1-3]发现,肺癌患者血清中VEGF、MMP-9均有较高水平表达,并且血清VEGF、MMP-9的水平可作为肺癌患者预测转移复发以及评估预后的有效指标。Shimanuki等[2]提出血清VEGF浓度与NSCLC患者肿瘤血管生成密切相关,低VEGF水平患者预后明显优于高VEGF水平患者。Laack等[3]也得出类似的结论,NSCLC患者治疗前血清VEGF及MMP-9水平与患者预后明确相关,并且血清MMP-9水平可作为一项独立的预后预测因子。另外,NSCLC患者MMPs和肿瘤血管生成这两个系统存在相互协同、相互促进的内在联系。VEGF能上调内皮细胞尿激酶型纤溶酶原激活物,进而激活MMPs,VEGF也能直接诱导细胞MMPs基因的转录,诱导血管内皮细胞产生MMPs。叶晓峰等[11]发现NSCLC组织VEGF和MMP-2表达之间存在正相关,我们的研究也分析了血清VEGF与MMP-9水平之间的关系,术前术后各时间点两者均存在明显的正相关(P < 0.05),从而提示VEGF和MMP-9在NSCLC的病情演进过程中可能起协同作用,两者共同促进肿瘤的侵袭和转移。

已有研究[12]提出,肺癌术后VEGF水平较术前升高,并且进一步动物实验发现VEGF水平的升高能够打破机体在血管生成调节方面的平衡,诱导术后早期肺癌微转移的发生,而应用血管生成抑制剂则能够抑制上述微转移的发生。胡瑛等[13]同样发现肺癌原发肿瘤切除后VEGF及MMP-9水平均升高,且VEGF升高的幅度更加明显,与肺良性病患者比较,NSCLC患者术前术后VEGF及MMP-9的水平均明显升高。我们的研究监测了NSCLC术前及术后1、2、3、7天血清VEGF及MMP-9的动态变化,结果发现,NSCLC患者术后上述指标均呈现先升高后下降的变化趋势,分别于术后第2天、第3天达到峰值浓度,术后第7天时较前下降,但仍高于术前水平。我们考虑肺癌术后VEGF及MMP-9水平不降反升的原因有:存在其他的不依赖肿瘤存在产生VEGF及MMP-9的途径;手术操作、挤压、缺氧等因素促进肿瘤细胞扩散;原发灶的切除同时也刺激了残留的微小癌灶加速产生;术后伤口愈合导致促血管生成因子增多等。

我们根据手术方式的不同将入组患者分为VATS组与TOS组,两组术后VEGF及MMP-9水平均呈现先升高后下降的趋势,变化幅度均以TOS组明显,但统计学分析两组间变化的差异无统计学意义(P > 0.05)。既往VATS及开胸术后血清VEGF变化比较的研究未见报道,血清MMP-9变化比较的研究也较少,且既往研究结果间存在矛盾。Ng等[14]研究认为,VATS及开胸术后MMP-9水平均下降,VATS组MMP-9水平明显低于TOS组(P < 0.05);而Whitson等[15]则发现VATS及开胸组术后MMP-9水平先升高后下降,VATS组上升幅度高于开胸组(P < 0.05)。我们认为,VATS手术作为已被广泛接受的胸部微创手术,切口小,机体创伤小,术中操作精细,对肿瘤组织挤压、牵拉等影响小,故VATS可能对VEGF、MMP-9的影响也小,但相关研究结论不统一,还需要更深入研究。

综上所述,NSCLC患者术后早期均出现血清VEGF及MMP-9水平的升高,虽然数值上TOS组变化幅度大,但VATS及TOS组间的差异无统计学意义。术后VEGF、MMP-9水平的升高可促进肿瘤新生血管的生成,导致患者术后早期肿瘤的转移、复发。因此,围手术期血清VEGF、MMP-9水平的监测对于评估肺癌预后、研究术后早期转移的机制等有重要意义。

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https://www.researchpad.co/tools/openurl?pubtype=article&doi=10.3779/j.issn.1009-3419.2014.01.04&title=非小细胞肺癌胸腔镜与常规开胸术后血清VEGF、MMP-9变化的研究&author=&keyword=肺肿瘤,胸腔镜,VEGF,MMP-9,Lung neoplasms,Video-assisted thoracoscopic surgery,VEGF,MMP-9,&subject=临床研究,Clinical Research,