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目的:通过对34例正常对照者血清和113例原发性肺癌患者的血清、手术切除肿瘤组织和肿瘤远端正常肺组织的抗氧化酶和氧化代谢产物的测定,并分析组织中SODmRNA及其蛋白表达量,观察肺癌患者氧化/抗氧化失衡的特点,探讨肺癌患者氧化/抗氧化失衡的影响因素及可能的作用机制,为补充或完善肺癌发生和发展机制及肺癌的综合治疗提供依据。方法:用比色法测定患者的氧化/抗氧化酶的量及活性,包括:总抗氧化能力(total antioxidant capacity,TAOC)、总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,TSOD)(包括MnSOD和CuZnSOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)、丙二醛(malonaldehyde,MDA),用半定量PCR和Western blot法测定患者组织中MnSOD和CuZnSOD的mRNA和蛋白表达量。结果:㈠肺癌患者氧化/抗氧化失衡的特点:1.与正常对照组相比,肺癌患者血清中TAOC、TSOD、MnSOD和GPx活性明显降低,CuZnSOD、H2O2、MDA明显增高(p<0.01)。正常人血清中仅MnSOD酶活性与MDA呈负相关,TAOC与H2O2呈正相关(p<0.01)。肺癌患者血清中H2O2与CuZnSOD、MnSOD、TAOC具有相关性,而MDA仅与GPx具有相关性(P<0.05或0.01)。2.与肿瘤远端正常肺组织相比,肺癌患者癌组织中的TAOC、TSOD、CuZnSOD、GPx活性增高,H2O2、MDA降低(p<0.01),MnSOD无改变(p>0.05)。肿瘤远端正常肺组织中的TSOD和MnSOD活性与H2O2具有相关性,GPx和MnSOD活性与MDA间具有相关性(p<0.05或0.01)。癌组织中的TSOD、CuZnSOD、MnSOD、GPx及TAOC均与MDA具有相关性,MnSOD酶活性及TAOC与H2O2间具有相关性,TAOC与TSOD、CuZnSOD、MnSOD、GPx间具有相关性(p<0.05或0.01)。㈡肺癌患者氧化/抗氧化失衡的影响因素:1.与肺鳞癌组相比,肺腺癌组血清中TSOD和CuZnSOD活性降低,H2O2增高;肺腺癌组癌组织中的氧化代谢产物H2O2、MDA增高(p<0.05或0.01)。2.不同细胞分化程度、血CEA正常与增高、CKH阴性和阳性、CKL阴性和阳性的肺癌患者血清和癌组织中氧化/抗氧化指标在两组间比较差异不显著(p>0.05)。3.不同TNM分期的肺癌患者血清中的氧化/抗氧化指标间差异不显著(p>0.05);Ⅲ+Ⅳ期肺癌患者癌组织中的MnSOD活性较Ⅰ+Ⅱ期患者增高(p<0.05)。4.免疫组化CEA阳性的肺癌患者血清GPx活性较阴性者降低,癌组织中的SOD活性增高(p<0.05)。5.P63阳性的肺癌患者血清MDA较阴性患者增高(p<0.01)。癌组织中的氧化/抗氧化指标在组间比较差异不显著(p>0.05)。6.TTF-1阴性和阳性的肺癌患者血清的氧化/抗氧化指标间差异不显著(p>0.05)。TTF-1阳性的肺癌患者癌组织中的CuZnSOD和MDA高于TTF-1阴性的肺癌患者(p<0.05)。7.分别以正常对照组血清和肿瘤远端正常肺组织各项指标的平均值±1倍标准差作为异常分界值,⑴肺腺癌组的血清TSOD<54.66 U/ml的发生率为50%、癌组织TSOD>76.86 U/mg的发生率为38%,高于肺鳞癌组(p<0.05或0.01)。Ⅲ+Ⅳ期组、TTF-1阳性组的癌组织TSOD>76.86U/mg的发生率分别为38.3%和51.7%,经卡方检验有统计学意义(p< 0.01)。Logistic回归显示,病理组织学类型、TNM分期与组织TSOD的异常发生密切相关(p< 0.05)。⑵鳞癌组的血清CuZnSOD>32.89 U/ml的发生率为85.2%,高于腺癌组。TTF-1阳性组的癌组织CuZnSOD>53.67 U/mg的发生率为51.7%,高于TTF-1阴性组(p<0.05或0.01)。⑶Ⅲ+Ⅳ期组的癌组织MnSOD>31.52U/mg的发生率为25.5%,高于Ⅰ+Ⅱ期组(p< 0.01)。⑷癌组织GPx>20.62AU的发生率在低分化组达100%,在CEA阳性组为44.1%,经卡方检验有统计学意义(p< 0.01)。⑸腺癌组的血清H2O2>102.42 mmol/L和组织H2O2<24.78 mmol/g的发生率均>40%,鳞癌组的组织H2O2<24.78mmol/g发生率为66.7%,经卡方检验有统计学意义(p< 0.01)。⑹组织MDA<0.36nmol/mg的发生率在肺鳞癌组为44.4%,在CEA阴性组和TTF-1阴性组分别为52.2%和50.0%,经卡方检验有统计学意义(p< 0.01)。Logistic回归显示,TTF-1与组织MDA的异常发生密切相关(p< 0.05)。⑺血清和癌组织的TAOC的异常率在各组间差异均无显著性(p>0.05)。㈢肺癌患者癌组织和肿瘤远端正常肺组织的MnSOD和CuZnSOD的mRNA及蛋白表达量的分析:1.与肿瘤远端正常肺组织相比,肺癌患者癌组织中MnSOD mRNA和蛋白表达量均降低,CuZnSOD mRNA和蛋白表达量均增高(p<0.01)。2.MnSOD、CuZnSODmRNA和CuZnSOD的蛋白表达量在不同细胞类型组、不同组织分化程度组、不同TNM分期组、血CEA正常和增高组、免疫组化CKH、CKL、CEA、P63阴性和阳性组间差异均无显著性(p>0.05)。MnSOD的蛋白表达量仅在TTF-1阳性组高于TTF-1阴性组(p<0.05)。癌组织的MnSODmRNA低表达量率在肺鳞癌组可达94.1%,高于腺癌组(P<0.01)。MnSOD蛋白的低表达量率在低分化肺癌组为36.4%,高于中+高分化组(P<0.01)。结论:㈠肺癌患者存在着氧化/抗氧化失衡,其特点表现为:1.血清中,除CuZnSOD外,抗氧化酶活性降低,氧化代谢产物增高。其中,TSOD降低与MnSOD降低相伴随,抗氧化酶与氧化代谢产物间具有一定的相关性。显示血清抗氧化酶活性异常及氧化代谢产物蓄积与肺癌发生或存在有关。2.癌组织中,除MnSOD外,抗氧化酶活性高于肿瘤远端正常肺组织,氧化代谢产物含量较低。其中,TSOD的增高与CuZnSOD的增高相伴随。肺癌组织中TAOC和氧化代谢产物及MDA和抗氧化酶间均呈正相关,MnSOD与H2O2也呈正相关。显示癌组织中因各种因素诱导产生的抗氧化酶活性增高,尤其是CuZnSOD的增高可能与肺癌的发生和发展相关。㈡肺癌患者氧化/抗氧化失衡主要与下列因素有关:1.肺癌病理类型:与肺鳞癌患者相比,肺腺癌患者血清总SOD和CuZnSOD酶活性降低,H2O2增高。而其腺癌组织中的氧化代谢产物H2O2、MDA增高。2.TNM分期:Ⅲ+Ⅳ期肺癌患者癌组织中的MnSOD活性及TSOD和MnSOD异常率较Ⅰ+Ⅱ期肺癌患者增高。显示MnSOD在肺癌发展中的作用。3.肿瘤标记物:免疫组化CEA阳性的患者血清GPx增高,p63表达阳性的患者血清MDA的含量增高,TTF-1表达阳性的患者癌组织中CuZnSOD和MDA均较阴性组增高,提示CEA、p63、TTF-1可能分别为GPx、CuZnSOD和脂质过氧化反应的诱导物之一。㈢肺癌组织中的MnSODmRNA和蛋白表达量低于肿瘤周围正常肺组织,而CuZnSODmRNA和蛋白表达量高于肿瘤周围正常肺组织。其中,CuZnSOD的蛋白含量与酶活性在癌组织中的改变相一致。此外,肺鳞癌组织中MnSODmRNA的低表达率高于腺癌,低分化肿瘤的MnSOD蛋白的低表达率高于中、高分化肿瘤。提示不同细胞类型可造成MnSODmRNA表达的差异,而MnSOD蛋白的低表达与肿瘤分化程度相关。