早期結(jié)直腸癌基因診斷的研究進展

早期結(jié)直腸癌基因診斷的研究進展

【關(guān)鍵詞】直腸癌基因診斷

結(jié)直腸癌是我國常見的惡性腫瘤之一,我國1990～1992年27個省,自治區(qū),直轄市惡性腫瘤死亡抽樣調(diào)查(約占同期人口10%)結(jié)果發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸癌發(fā)病率以4%的年增長率迅速升高,目前占消化道腫瘤的第二位[1]。所謂早期結(jié)直腸癌一般指DukesA期癌，系指癌腫浸潤深度達黏膜下層和固有肌層。由于結(jié)直腸黏膜內(nèi)無淋巴管存在，所以早期結(jié)直腸癌一般不會發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，可以治愈，若能發(fā)現(xiàn)DuckesA期則可以提高生存率。待患者出現(xiàn)癥狀時才來就診，已非早期，故結(jié)直腸癌的早期診斷就顯得尤為重要。

許多研究表明，結(jié)直腸癌變是一個涉及原癌基因激活、抑癌基因失活等多基因、多階段、多步驟漸進演化的積累過程。與結(jié)直腸癌相關(guān)的抑癌基因有p53、APC、DCC等，原癌基因有Kras、cmyc等。因此測定與結(jié)直腸癌發(fā)生密切相關(guān)的基因有助于早期結(jié)直腸癌的診斷。

1CD44

人的CD44基因位于第11號染色體短臂上,大小約60kb,含有20個外顯子。其中外顯子6～15(即V1～V10)在轉(zhuǎn)錄過程中易于通過選擇性剪接形成剪接變異體,即CD44V。CoppolaD等對34例結(jié)直腸癌切除標本的檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn):腺瘤中CD44V6檢出率為100%,癌為91%,轉(zhuǎn)移灶最弱,僅38%,因此認為D44V6的表達是結(jié)直腸癌的早期標志。國內(nèi)吳健雄等的研究證實:CD44VmRNA在結(jié)直腸癌中的異常表達具有普遍性,既可能是早期癌變伴隨出現(xiàn)的生物學(xué)標志,也可能是判斷結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的有用指標。Kim等認為,在結(jié)腸癌進展過程中,CD44基因的表達與突變的Kras基因相關(guān)聯(lián)，是被活化的Hras基因所誘導(dǎo),并認為此種異常表達早于Kras和p53基因突變。因而認為,CD44V6基因異常表達是腫瘤發(fā)生的早期事件。Yamao等應(yīng)用RTPCR及Southern雜交技術(shù)檢測了25例結(jié)直腸癌患者及15例健康對照者糞便中脫落細胞的CD44、CD44V6及CD44V10的表達。結(jié)果顯示結(jié)直腸癌患者的CD44V6及CD44V10的陽性檢出率分別為68％和60％，術(shù)后的陰轉(zhuǎn)率分別為％和％。而且CD44V6及CD44V10均可在DuckesA期患者術(shù)前糞便中檢出。因而,對糞便中脫落細胞的CD44基因異常表達分析可作為非侵襲性方法用于結(jié)直腸癌患者的早期診斷及無癥狀高危人群的篩選。

2p53

p53基因位于人類17號染色體短臂()。全長約1620kb。由11個外顯子和10個內(nèi)含子組成。p53基因在進化過程中高度保守,外顯子2、4、5、7、8分別編碼5個在進化上高度保守的結(jié)構(gòu)。野生型p53(WTp53)與調(diào)控細胞生長周期、調(diào)節(jié)細胞轉(zhuǎn)化、DNA復(fù)制、誘導(dǎo)細胞程序性死亡有關(guān)。有實驗表明,分化良好的腺瘤,包括家族性多發(fā)性結(jié)腸息肉這一常染色體顯性遺傳病以及結(jié)直腸息肉中p53的表達明顯低于結(jié)直腸癌。結(jié)直腸癌p53基因的缺失率為50％～70％[7～9]1996年，Eguchis等采用PCRSSCP技術(shù)對11例結(jié)直腸癌患者的糞便進行檢查，7例中查到p53基因突變(64％)。綜上，p53基因的缺失或突變與結(jié)直腸癌的發(fā)生密切相關(guān)。

3DCC

結(jié)直腸癌缺失基因(DeletedinColorectalCarcinoma,DCC)作為90年代發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因,其與結(jié)直腸癌的相關(guān)性研究正在不斷深入。Vogelstein[10]等報道,在結(jié)直腸黏膜上皮由正常轉(zhuǎn)化為上皮增生和腺瘤,并演進到癌變的過程中,有47%的進展期腺瘤(腺體或細胞呈中、重度不典型增生)和73%的結(jié)直腸癌細胞中可檢出染色體18q有LOH,但在早中期腺瘤(cm)很少見。而在90%的有18qLOH的病人中,缺失區(qū)包含了DCC基因位點[11,12]。Goi[13]等用Westernblotting法檢測結(jié)腸癌、癌旁組織及腺瘤中的DCC蛋白表達情況,則發(fā)現(xiàn)癌組織中DCC蛋白明顯減少或缺失,在腺瘤組織中DCC蛋白有明顯表達,與正常組織幾乎相同,提示DCC基因缺失或失活是結(jié)腸腺瘤向癌轉(zhuǎn)變的一個促發(fā)因素。DCC基因是目前發(fā)現(xiàn)的最長的人腫瘤抑制基因,尤其在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展中具有重要意義,其失活和表達異常與結(jié)直腸癌的診斷關(guān)系密切。但DCC基因的失活機制、DCC蛋白的功能及其誘導(dǎo)細胞分化的機制還有待于進一步探索。

4Ras

Ras基因家族分為Kras、Hras、Nras,基因編碼蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量均為21Ku，故稱為p21。Ras基因的突變在結(jié)直腸細胞癌變過程中起啟動作用并是一個早期事件,突變產(chǎn)生具有致癌活性的p21蛋白,通過Ras信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,激活下游信號分子,持續(xù)刺激細胞生長、發(fā)育、增殖,引起細胞惡變。SmithRavin等[14]研究證實結(jié)直腸癌患者糞便中Kras基因突變率達40％～50％以上，且突變點多位于12密碼子，這就為結(jié)直腸癌點突變的診斷提供了方便。

5APC

APC基因是結(jié)直腸癌常見的變化基因之一，和結(jié)直腸癌的關(guān)系密切[15～18]，發(fā)生于結(jié)直腸癌的早期。APC基因與ras基因一起被認為是結(jié)直腸癌發(fā)生的促發(fā)事件[19]。激活型ras基因能使缺乏APC基因的正常小鼠上皮細胞轉(zhuǎn)化腫瘤細胞[20]。而且Friedl等報道APC基因突變位點與病變程度有關(guān)[21]。Powell等[22]通過對APC基因編碼區(qū)及剪切位點的測序發(fā)現(xiàn)，63％的結(jié)直腸腺瘤、60％的結(jié)直腸腺癌有APC基因的突變。由于APC基因是結(jié)直腸癌發(fā)生的早期事件，隨著分子生物學(xué)的進步，可望成為早期結(jié)直腸癌的診斷焦點。

6bcl2

凋亡或程序性死亡(PCD)在組織的發(fā)生、分化和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)中起重要的作用，而bcl2與凋亡的關(guān)系較為密切，通過抑制細胞凋亡而調(diào)節(jié)細胞運動。bcl2作為一種原癌基因，可以通過PCD而有利于腫瘤細胞的生長，在癌組織中bcl2基因重排在結(jié)直腸癌早期就已出現(xiàn)。駱成玉[23]等應(yīng)用半巢式PCR檢測發(fā)現(xiàn)，28例結(jié)直腸癌組織標本中24例撿出重排；糞便中檢測出17例bcl2重排。由此可見，檢測糞便中脫落癌細胞的基因有助于早期結(jié)直腸癌的診斷。

結(jié)直腸癌是一種嚴重危害人類健康的常見惡性腫瘤,近年來隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,生活水平的提高,生活方式及生活環(huán)境的變化,結(jié)直腸癌的發(fā)生率有逐年上升的趨勢。結(jié)直腸癌相關(guān)基因、基因突變體及其表達產(chǎn)物對早期診斷具有可行性和實用性，尤其是PCR技術(shù)的應(yīng)用大大提高了檢測的敏感性，可以說為結(jié)直腸癌的早期診斷開辟了分子途徑。但是還存在著方法復(fù)雜、費用昂貴、難以推廣等問題，這將有待于降低診斷試劑和儀器的成本，改進和普及實驗方法來解決。隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，基因診斷將成為早期結(jié)直腸癌診斷的重要手段。

【參考文獻】

1劉成霞.大腸腫瘤發(fā)生的主要基因?qū)W變化.濱州醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2001,24(5):448.

2CoppolaD,HyacintheM,FuL,etexpressioninhumancolorectalPathol,1998,29:627635.

3吳健雄,余宏迢,邵永孚,等.轉(zhuǎn)移相關(guān)基因CD44V在大腸癌中的表達及其臨床意義.中華腫瘤雜志,1996,18(5):347350.

4KimH,YangXY,RosadaC,etexpressionincolorectaladenomasisanearlyeventoccurringpriortokrasandp53genemutation.ArchBiochemBiophys,1994,310(2):504507.

5YamaoT,MatsumuraY,Shimaday,etexpressionofCD44variantsintheexfoliatedcellsinthefaecesofpatientswithcolorectal,1998,144(6):1196.

6何裕隆,王吉甫.p53基因突變及蛋白表達與大腸癌發(fā)生及預(yù)后關(guān)系探討.中華實驗外科雜志,1997,14(4):224.

7LacopettaB,DigrandiS,DixB,etofheterozygosityoftumorSuppressorgenelociinhumancolorectal,EurJCancer,1994,30A:670671.

8CampoSignificanceofthelossofheterozygosityofnm23H1andp53genesinhumancolorectal,1994,73,29132915.

9MelingGI,LotheRA,BorressenAL,etTp53tumorsuppressorgeneincolorectalJCancer,1993,67:8890.

10VogelsteinB,FearonER，HamiltoSR,etalterationsduringColorectaltumorEnglJMed,1988,319:525530.

11TanakaK,OshimuraM,KikuchiR,etoftumorigenesityinhumancoloncarciomacellsbyintroductionofnormalchromosome5or18.Nature,1991,349:340342.

12HedrickL,ChoKR,FdaronER,etDCCgeneproductincellulardifferetiationandcolorectalDev,1994,8:11741183.

13GoiT,YamaguchiA,NakagawaraG，etexpressionofdeletedcolorectalcarcinoma(DCC)proteininestablishedcolonJournalofCancer,1998,77:466471.

14SmithRavinJS,EnglandJ,TallotIC,etofckirasmutationsinfaecalsamplesfromsporadiccolorectalcancer,1995,36(1):81.

15KinzlerKW,NilbertMC,SuLK,etofFAPlocusgenesfromchromsome,1991,253:661665.

16NishishoI,NakamuraY,MiyosmY,etofchromosome5q21genesinFAPandcolorectalcancer,1991,253:585609.

17GrodenJ,ThliversQ,SamowitzW,etandcharacterizationofthefamilialadenomatousployposiscoli,1991,66:589600.

18JoslynG,CalsonM,ThliverisA,ofdeletionmutationsandthreenewgenesatthefamilialpolyposis,1991,66:601603.

19GerdsH,ChenQ,HlahiAH,etdeletionsinvolvingchromosomes1,5,17and18incolorevtalcarcinoma;possibleroleinbiologicalandclinicabehaviorofRes,1995,15:13.

20GiovannaM,D‘a(chǎn)bacoGM,WhiteheadRH,etbetweenAPCminandanactivatredrasmutationissufficienttoinduceclolnCellboil,1996,16(3):884.

21FriedlW