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目的:近来研究发现,上皮细胞的微环境―间质在上皮肿瘤发生发展过程中不只是被动旁观者,还扮演着主动参与的作用,甚至是肿瘤的启动者,其中间质主要效应细胞―纤维母细胞因其重要作用而备受关注。目前大量研究证实肿瘤间质中存在一类活化的纤维母细胞,被称为肿瘤相关纤维母细胞(carcinoma-associated-fibroblasts, CAFs),通过分泌转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)和肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)等因子促进肿瘤的发生发展,人原始造血细胞抗原(hunman hematopoietic progenitor cell antigen, CD34)阴性、平滑肌肌动蛋白-α(Smooth muscle actin-α,αSMA)阳性是其主要辨认标志。食管癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,发病人数占世界50%以上,严重影响人民的生命健康,是我国重点防治的恶性肿瘤。长期大量的研究逐步明确了食管鳞状上皮癌变过程为正常→癌前病变→早期癌→进展期癌。对食管上皮癌变过程中肿瘤间质微环境的研究,将有助于解析食管鳞状上皮的癌变机制,有力推动食管癌的防治进程,但未见连续癌变过程中有关CAFs的报道。本研究观察食管间质纤维母细胞从正常→癌前病变→早期癌→进展期癌的癌变过程中α-SMA、CD34、TGF-β1及HGF的表达情况,探索间质CAFs及其相关因子TGF-β1和HGF在食管癌发生发展中的作用,并寻求潜在的具有临床意义的诊疗指标,从而为食管癌的病因、诊断、治疗和预后提供科学依据。方法:采用免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)链霉素亲生物素-过氧化酶法(S-P法)检测正常组、低级别上皮内瘤变组(中度不典型增生)、高级别上皮内瘤变组(重度不典型增生和原位癌)、早期癌组(粘膜癌)及进展期癌组共5组136例病例的食管组织中αSMA、CD34、TGF-β1及HGF表达情况,并计数各组的微血管密度(microvascular density, MVD),运用SPSS13.0统计软件包进行数据分析。结果:1αSMA在食管癌变过程中间质纤维细胞的表达αSMA在正常食管组织纤维细胞无表达(0/20),仅在肌细胞和血管壁平滑肌细胞中表达阳性。从低级别上皮内瘤变到癌的各组中表达逐渐升高,至进展期癌组达最高,表达率为95.7%(22/23)。阳性细胞呈梭形,主要存在于病变或癌巢周围间质中呈丝带样。结果显示食管鳞状上皮癌变过程中间质纤维母细胞αSMA表达呈上升趋势,其表达与患者性别、年龄无关,各组病例间质纤维母细胞αSMA表达的阳性率有显著性差异(χ~2 =56.423, P=0.000)。2 CD34在食管癌变过程中间质纤维细胞的表达CD34在正常食管间质纤维细胞中阳性表达率为95.0%(19/20),从低级别上皮内瘤变到癌的各组中表达逐渐降低,在进展期癌组中CD34仅在血管内皮细胞呈阳性表达,在癌周围间质纤维细胞中不表达(0/23)。结果显示食管鳞状上皮癌变过程中间质纤维母细胞CD34表达呈下降趋势,其表达与患者性别、年龄无关,各组病例CD34表达的阳性率有显著性差异(χ~2 =51.977, P=0.000)。3 TGF-β1在食管癌变过程中上皮细胞和间质纤维细胞的表达3.1 TGF-β1在上皮细胞中的表达TGF-β1在正常食管上皮细胞的表达率为5%(1/20);在低级别上皮内瘤变组、高级别上皮内瘤变组、早期癌组、进展期癌组的表达率分别为57.7%(15/26)、65.9%(29/44)、43.5%(10/23)、13.0%(3/23)。结果显示食管鳞状上皮癌变过程中上皮细胞的TGF-β1表达呈先升后降的趋势,其中在高级别上皮内瘤变组的表达达到峰值,其表达与患者性别、年龄无关,各组病例TGF-β1表达阳性率有显著差异(χ~2 =31.977, P=0.000)。3.2 TGF-β1在间质纤维母细胞中的表达TGF-β1在正常食管间质中不表达(0/20),在低级别上皮内瘤变组、高级别上皮内瘤变组、早期癌组、进展期癌组的表达率分别为3.8%(1/26)、20.5%(9/44)、34.8%(8/23)、60.9%(14/23)。结果显示癌变过程中食管间质TGF-β1表达呈上升趋势,其表达与患者性别、年龄无关,各组病例TGF-β1表达的阳性率有显著性差异(χ~2 =31.425, P=0.000)。4 HGF在食管癌变过程中间质纤维母细胞的表达HGF在正常食管间质中不表达(0/20),在低级别上皮内瘤变组、高级别上皮内瘤变组、早期癌组、进展期癌组的表达率分别为3.8%(1/26)、28.5%(13/44)、39.1%(9/23)、56.5%(13/23)。结果显示癌变过程中食管间质HGF表达呈上升趋势,其表达与患者性别、年龄无关,各组病例HGF表达的阳性率有显著性差异(χ2 =26.817, P=0.000)。5αSMA、CD34和TGF-β1在食管癌变过程间质纤维细胞表达的相关性分析αSMA和CD34在食管各级别病变间质纤维母细胞的阳性表达之间具有负相关性,相关系数R=-0.762,P=0.000。αSMA和TGF-β1在食管各级别病变间质纤维母细胞的阳性表达之间具有正相关性,相关系数R=0.419, P=0.000。6食管癌变过程各阶段的微血管密度(microvascular density, MVD)正常食管MVD值为12.33±1.68,低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变、早期癌、进展期癌的MVD值分别为15.72±1.97、20.91±2.20、26.42±1.96、30.01±2.35。结果显示癌变过程MVD值逐渐升高,5组的MVD值有显著性差异(P=0.000),且5组任意两者之间两两比较均有显著性差异(P=0.000)。MVD值大小与患者性别、年龄无关,但αSMA阳性组的MVD值明显高于阴性组,间质TGF-β1阳性组的MVD值也明显高于阴性组。结论:1在食管鳞状上皮从正常→癌前病变→癌的演变过程中,间质纤维母细胞向CAFs转化增加,提示间质CAFs可能参与上皮细胞恶性转化、促进癌进展。2推测CAFs通过分泌TGF-β1和HGF参与了食管鳞状细胞癌的发生、发展等一系列过程。3 CAFs可能在癌前病变阶段就促进微血管形成,并由此而促进食管的癌变和进展。4间质CAFs及其分泌因子TGF-β1和HGF可能是预测食管癌前病变转归的重要指标。