錯(cuò)配修復(fù)功能缺陷在結(jié)直腸癌中的研究進(jìn)展

智佳俊, 崔 龍, 杜 鵬

(上海新華醫(yī)院 肛腸外科, 上海, 200092)

結(jié)直腸癌(CRC)是中國一種常見的惡性腫瘤，占胃腸道腫瘤的第2位，近年發(fā)病率有上升的趨勢(shì)。在結(jié)直腸癌的發(fā)生途徑中，除了經(jīng)典的染色體不穩(wěn)定途徑外，1993年Ionow和Aaltonen等首次發(fā)現(xiàn)，在幾乎所有遺傳性非息肉病性結(jié)直腸癌(HNPCC)和12%～15%的散發(fā)性CRC中存在著微衛(wèi)星上的突變，稱作微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI), 由此提出了另一條途徑，即錯(cuò)配修復(fù)途徑。

1 錯(cuò)配修復(fù)功能的相關(guān)介紹

1.1 MMR種類

迄今為止，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)配修復(fù)基因共有9種，分別是hMLH1、hMSH2、hMLH3、hMSH3、hMSH4、hMSH5、hMSH6、hPMS1、hPMS2，hMLH1和hMSH2，在至今所有檢測(cè)到的MMR突變的情況中，hMLH1和hMSH2基因占據(jù)著90%以上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。1993年，F(xiàn)ishel等在HNPCC細(xì)胞中首先分離出與大腸桿菌MutS同源的hMSH2，至此拉開了錯(cuò)配修復(fù)基因與腫瘤之間藕斷絲連研究的序幕。1年之后，hMLH1作為細(xì)菌錯(cuò)配修復(fù)基因Mutl的同源物，與約30%的HNPCC發(fā)病有著直接的關(guān)系。

1.2 MMR功能

錯(cuò)配修復(fù)基因是一組極為高度保守的管家基因，具有修復(fù)DNA堿基錯(cuò)配、增強(qiáng)DNA復(fù)制忠實(shí)性、維持基因組穩(wěn)定性和降低自發(fā)性突變的功能。MMR能誘導(dǎo)DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)細(xì)胞的程序性凋亡，不同于其他抑癌基因?qū)?xì)胞的無序增長(zhǎng)所具有的直接作用，而是通過修復(fù)DNA復(fù)制過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，以及可能出現(xiàn)的小片斷插入或缺失，從而維持基因組的穩(wěn)定，即遺傳穩(wěn)定性[1]，最終達(dá)到避免突變、間接抑制腫瘤發(fā)生的效果。MMR基因的表達(dá)產(chǎn)物稱作錯(cuò)配修復(fù)蛋白，其是一種核酸水解酶，在DNA的復(fù)制過程中負(fù)責(zé)解離錯(cuò)配的堿基從而確保DNA能精確地復(fù)制，保證人類遺傳的保守性和穩(wěn)定性。修復(fù)的過程包括識(shí)別出正確的鏈，切除掉不正確的部分，然后通過DNA聚合酶III和DNA連接酶的作用，合成正確配對(duì)的雙鏈DNA。在這個(gè)過程中，需要把母鏈和子鏈區(qū)分開來，達(dá)到只切除子鏈上錯(cuò)誤核苷酸的效果，而不會(huì)引起母鏈上原有的正常核苷酸被切除的尷尬。它們的缺陷導(dǎo)致癌相關(guān)基因的突變不能及時(shí)有效地糾正，因此更容易導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

1.3 MMR缺陷導(dǎo)致發(fā)病的作用機(jī)制

當(dāng)MMR基因發(fā)生突變，錯(cuò)配修復(fù)蛋白的表達(dá)量就會(huì)下降或完全不表達(dá)，然后DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤愈發(fā)增加，一旦DNA聚合酶滑移便會(huì)導(dǎo)致2個(gè)后果：①堿基-堿基錯(cuò)配；②插入-缺失環(huán)的形成。堿基-堿基錯(cuò)配損害主要影響非重復(fù)序列的DNA，從而導(dǎo)致單堿基錯(cuò)配，表現(xiàn)為DNA復(fù)制錯(cuò)誤(RER)。而插入-缺失環(huán)的形成則會(huì)影響DNA重復(fù)序列，引起短重復(fù)序列的插入或缺失, 也可表現(xiàn)為微衛(wèi)星的插入或缺失,從而引起微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)[2]。

1.4 MMR缺陷與微衛(wèi)星不穩(wěn)定

微衛(wèi)星是指DNA基因組中核苷酸重復(fù)序列，一般由10個(gè)核苷酸所組成，亦被稱為短串聯(lián)重復(fù)(STR)，其在人類基因組中遍布十分廣泛，一般以2～6個(gè)堿基重復(fù)，尤以(CA)n重復(fù)序列最多見。微衛(wèi)星作為一種呈高度多態(tài)的遺傳標(biāo)記，不僅用于基因組遺傳連鎖圖的構(gòu)建、基因的定位和克隆，而且用于遺傳性疾病的連鎖分析以及基因診斷。當(dāng)腫瘤中某一微衛(wèi)星由于重復(fù)單位的插入或缺失而導(dǎo)致微衛(wèi)星長(zhǎng)度的任何改變，出現(xiàn)新的微衛(wèi)星等位基因現(xiàn)象時(shí)，便稱其為微衛(wèi)星不穩(wěn)定。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性可能是DNA復(fù)制過程中的一種“鏈滑”現(xiàn)象。DNA復(fù)制過程中，復(fù)制復(fù)合物首先復(fù)制一個(gè)重復(fù)單位，隨即子鏈與模板鏈開始分離，然后與下一個(gè)或下幾個(gè)重復(fù)單位重新結(jié)合在一起，最終使一個(gè)或幾個(gè)重復(fù)單位形成“環(huán)凸”區(qū)域。正常情況下，這種結(jié)構(gòu)完全可以被錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)所校正，但當(dāng)校正系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，子鏈DNA如果繼續(xù)延伸即可引起突變[3]。由此導(dǎo)致微衛(wèi)星不穩(wěn)定，最終引起結(jié)直腸癌及其他腸外腫瘤的發(fā)生。

1993年, Altonen等[4]首次在HNPCC患者的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)高頻率的MSI，隨后許多學(xué)者在肺癌、胃癌、白血病等其他惡性腫瘤中也相繼發(fā)現(xiàn)了微衛(wèi)星不穩(wěn)定，并發(fā)現(xiàn)MSI存在于病理證實(shí)為陰性的腫瘤旁切緣組織內(nèi)。近年來的研究證實(shí)，MSI是HNPCC、肺癌、乳腺癌、食管癌、膀胱癌的早期分子標(biāo)志，同時(shí)也是慢性髓細(xì)胞性白血病的晚期分子標(biāo)志，在腎母細(xì)胞瘤中不僅能提示疾病晚期而且與疾病的惡性程度密切相關(guān)，在胃癌中不僅提示疾病早期而且與癌的惡性轉(zhuǎn)移有一定聯(lián)系。

2 錯(cuò)配修復(fù)功能在結(jié)直腸癌中的研究進(jìn)展

2.1 MMR與HNPCC相關(guān)性

經(jīng)過100多年的風(fēng)雨洗禮，HNPCC已經(jīng)成為了DNA錯(cuò)配修復(fù)缺陷相關(guān)研究的先驅(qū)者和領(lǐng)跑者。1992年，APC基因被證實(shí)與HNPCC的發(fā)病無關(guān)。次年，在散發(fā)性結(jié)直腸癌中發(fā)現(xiàn)了微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)且證明了其與HNPCC患者的發(fā)病有著密切的關(guān)系，并在這之前已經(jīng)通過研究觀察，在細(xì)菌與酵母中發(fā)現(xiàn)了MSI與MMR的關(guān)系。MMR系統(tǒng)在DNA復(fù)制過程中起主要的作用，負(fù)責(zé)識(shí)別和修復(fù)核苷酸聚合酶的錯(cuò)誤插入。單一的重復(fù)序列特別容易引起聚合酶的錯(cuò)誤插入，從而導(dǎo)致的MSI也就成了MMR缺陷的主要原因之一。1993年12月，hMSH2被發(fā)現(xiàn)并證實(shí)與HNPCC有關(guān)。1994年3月，hMLH1被發(fā)現(xiàn)并證實(shí)與HNPCC有關(guān)。隨后，hPMS1、hPMS2也被相繼發(fā)現(xiàn)并證實(shí)與HNPCC有關(guān)。之后hPMS1的基因分析表明其與HNPCC的發(fā)病并無關(guān)系，取而代之的hMSH6和hMLH3最終被證實(shí)與HNPCC的發(fā)病有關(guān)[5]。

時(shí)至1991年，ICG-HNPCC(國際遺傳性結(jié)直腸癌學(xué)會(huì))制定了Amsterdam標(biāo)準(zhǔn)，希望將既往零星散亂的研究一舉統(tǒng)籌起來，以更客觀化、更規(guī)范化、更嚴(yán)謹(jǐn)化的模式讓全球范圍內(nèi)的學(xué)者繼續(xù)對(duì)HNPCC展開研究，但鑒于該標(biāo)準(zhǔn)并沒有將HNPCC腸外腫瘤的發(fā)生考慮在內(nèi)，而且納入標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)嚴(yán)格，所以Amsterdam標(biāo)準(zhǔn)由于其諸多的局限性逐漸退出了歷史的舞臺(tái)，不適合用于臨床患者的常規(guī)篩選。在此基礎(chǔ)上，ICG-HNPCC于1998年重新修改并制定了Amsterdam II[6]標(biāo)準(zhǔn): ① 家族中有3個(gè)人以上發(fā)現(xiàn)患有HNPCC相關(guān)腫瘤并得到相關(guān)病理學(xué)證實(shí)(包括結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、小腸癌、腎盂輸尿管癌); ② 發(fā)病者中的1人為另2人的一級(jí)親屬; ③ 連續(xù)2代發(fā)病; ④ 發(fā)病年齡小于50歲的患者至少1人以上; ⑤ 排除其他遺傳性結(jié)直腸癌綜合征諸如家族性腺瘤樣息肉病、黑斑息肉綜合征等。鑒于Amsterdam II標(biāo)準(zhǔn)的篩選體系仍比較嚴(yán)格，尤其不適合小家系的篩選，國內(nèi)學(xué)者因地制宜，于2003年制定了符合中國國情的HNPCC標(biāo)準(zhǔn)，將HNPCC相關(guān)腫瘤的范圍擴(kuò)大至結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌、肝癌、小腸癌、輸尿管癌和腎盂癌。到了2004年，美國國家癌癥研究院修訂了Bethesda指南[7], 又進(jìn)一步將微衛(wèi)星不穩(wěn)定性納入了篩選標(biāo)準(zhǔn): ① 結(jié)直腸癌患者發(fā)病年齡小于50歲; ② 任何年齡患者診斷同時(shí)、異時(shí)性多原發(fā)性結(jié)直腸癌，或HNPCC相關(guān)腫瘤; ③ 60歲以下結(jié)直腸癌患者的組織病理中發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞; ④ 至少1個(gè)一級(jí)親屬發(fā)生HNPCC相關(guān)腫瘤，其中1個(gè)腫瘤發(fā)病年齡小于50歲; ⑤ 至少2個(gè)一級(jí)或二級(jí)親屬發(fā)生HNPCC相關(guān)腫瘤；⑥上述患者有必要行MSI檢查，篩查HNPCC。這使得篩選出的HNPCC家系以及患相關(guān)惡性腫瘤的高危人群更為明確，提高了診斷的特異性。

HNPCC由于遺傳病因特殊，臨床病理特點(diǎn)突出，根據(jù)現(xiàn)代的篩選標(biāo)準(zhǔn)以及檢測(cè)手段，早期診斷已不是件困難的事情，而錯(cuò)配修復(fù)功能缺陷型散發(fā)性結(jié)直腸癌相較之而言，無論是在臨床病理特征還是預(yù)后判斷體系上都缺乏一定的客觀依據(jù)。

2.2 MMR與散發(fā)性結(jié)直腸癌的相關(guān)性

HNPCC是一種由錯(cuò)配修復(fù)基因突變，失去錯(cuò)配修復(fù)功能，從而引起的微衛(wèi)星不穩(wěn)定性結(jié)直腸癌，而散發(fā)性結(jié)直腸癌多數(shù)是因染色體變異及基因突變引起染色體不穩(wěn)定、最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在約15%的散發(fā)性結(jié)直腸癌中可以發(fā)現(xiàn)高度的微衛(wèi)星不穩(wěn)定性所致的錯(cuò)配修復(fù)基因缺陷型結(jié)直腸癌，其臨床特點(diǎn)包括無一級(jí)或二級(jí)親屬患結(jié)直腸癌者，腫瘤多見于右半結(jié)腸，癌腫標(biāo)本病理分期以Dukes B期為主，病理形態(tài)以隆起型多見，hMLH1表達(dá)缺失率高于hMSH2等。高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定的散發(fā)性結(jié)直腸癌臨床特征與HNPCC相似，但其遺傳學(xué)機(jī)制與HNPCC完全不同， hMLH1啟動(dòng)子甲基化失活已被認(rèn)為是其主要的發(fā)生機(jī)制，但不同于HNPCC的是，hMLH1基因突變卻無法被檢測(cè)出[8]。KRAS基因檢測(cè)作為目前了解結(jié)直腸癌患者癌基因狀況最直接、最有效的方法，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于臨床實(shí)踐之中，當(dāng)該類基因發(fā)生突變并永久活化時(shí)，則不能產(chǎn)生正常的RAS蛋白，使細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)紊亂，細(xì)胞增殖失控而最終發(fā)生癌變。其體細(xì)胞突變?cè)谖⑿l(wèi)星穩(wěn)定的HNPCC中約占17%～47%，在HNPCC中約占27%～40%，在散發(fā)性結(jié)直腸癌中約占30%～40%[9]。BRAF蛋白是RAF家族中的一種蛋白激酶，與KRAS蛋白共同參與RAS信號(hào)通路，在8%～20%的高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定散發(fā)性結(jié)直腸癌中能發(fā)現(xiàn)BRAF基因突變，而在HNPCC家系中卻十分罕見[10-12]。正因?yàn)锽RAF和KRAS在結(jié)直腸癌中的基因狀態(tài)被越來越多的研究者所發(fā)現(xiàn)，其作為抗表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)治療的可預(yù)知性生物標(biāo)志也受到越來越多的重視。所以在不同的結(jié)直腸癌人群中精確地評(píng)估BRAF和KRAS基因的突變率變得十分重要。FDA近期更是批準(zhǔn)了新的檢測(cè)手段以確定在轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌中KRAS的基因狀態(tài)，希望借此來進(jìn)一步提高靶向治療的臨床效果。在臨床上大面積展開散發(fā)性結(jié)直腸癌KRAS、BRAF基因檢測(cè)勢(shì)必對(duì)患者的預(yù)后評(píng)估有著不可忽視的意義，同時(shí)還能為臨床化療用藥提供一定的指導(dǎo)作用。

2.3 MMR缺陷型結(jié)直腸癌與化療治療

Devaud等[13]在一項(xiàng)對(duì)MMR功能缺陷結(jié)直腸癌術(shù)后輔助化療對(duì)比療效的回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，MMR缺陷和高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定是一種重要的生物學(xué)標(biāo)志，提示結(jié)直腸癌的預(yù)后以及化療療效。在過去數(shù)十年的研究中，越來越多的數(shù)據(jù)證明5-氟尿嘧啶單藥作為術(shù)后輔助化療方案已經(jīng)逐漸失去顯著的療效和必要性，尤其是對(duì)于那些MMR功能缺陷的Ⅱ期結(jié)直腸癌患者，NCCN(美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò))業(yè)已在2011年的結(jié)直腸癌臨床指南中提出，MMR功能缺陷或高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定是Ⅱ期結(jié)直腸癌預(yù)后良好的標(biāo)志。而FOLFOX繼續(xù)作為Ⅲ期結(jié)直腸癌的標(biāo)準(zhǔn)化療的一線方案仍舊有著出色突出的表現(xiàn)，能有效改善高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定結(jié)直腸癌組患者的術(shù)后5年無病生存期(100%)，因此聯(lián)合奧沙利鉑的用藥組合很有可能將會(huì)攻克5-氟尿嘧啶單藥治療在MMR功能缺陷結(jié)直腸癌中療效不佳的難關(guān)。但根據(jù)以往大宗樣本分析，散發(fā)性結(jié)直腸癌的患者應(yīng)用FOLFOX化療后5年無病生存率僅57.9%, 結(jié)合中國的實(shí)際國情，普遍患者的依從性不高，術(shù)后能做到規(guī)范化治療、嚴(yán)密隨訪的患者更是少之又少，那對(duì)于同時(shí)具備兩者身份的MMR缺陷的散發(fā)性結(jié)直腸癌，究竟有著如何的術(shù)后輔助化療療效仍是一個(gè)未知數(shù)，希望將來能有更多的相關(guān)研究來進(jìn)一步解開其中的謎團(tuán)。

2.4 MMR缺陷型結(jié)直腸癌與手術(shù)治療

雖然對(duì)于HNPCC患者推薦實(shí)行全結(jié)腸切除術(shù)，但實(shí)際上由于患者家屬的謹(jǐn)慎考慮、誤診漏診以及患者本人希望“姑息”治療并愿意承擔(dān)復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，絕大多數(shù)的患者最終還是選擇了部分結(jié)腸切除。所以，在第1次腫瘤根治手術(shù)后對(duì)剩余腸段上皮組織再次瘤化癌變的可能性應(yīng)該進(jìn)行全面、縝密的評(píng)估，這在HNPCC家系中顯得尤為重要。Kalady等[14]研究顯示，那些行結(jié)腸部分切除的患者在第1次手術(shù)之后復(fù)發(fā)腺瘤、腺癌的概率極高，這也恰到好處地支持了HNPCC患者應(yīng)行全結(jié)腸切除手術(shù)的觀點(diǎn)。在他們長(zhǎng)達(dá)8年的臨床隨訪調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，296例實(shí)施節(jié)段性結(jié)直腸癌根治術(shù)的HNPCC患者中，術(shù)后新發(fā)結(jié)直腸腺瘤、高風(fēng)險(xiǎn)結(jié)直腸腺瘤、異時(shí)性結(jié)直腸癌的比例分別達(dá)到了33%、22%及25%，而對(duì)于那些首次發(fā)病即實(shí)施了“根治性”全結(jié)腸切除、回-直吻合術(shù)的患者，術(shù)后繼發(fā)直腸腺瘤的比例僅為11%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比常規(guī)手術(shù)組來得更低。事實(shí)證明對(duì)HNPCC患者進(jìn)行預(yù)防性的全結(jié)腸切除或全大腸切除治療可以顯著降低術(shù)后異時(shí)性多原發(fā)癌的發(fā)生概率。同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了即便是那些已經(jīng)施行了全結(jié)腸切除、回-直吻合術(shù)的患者，其再發(fā)腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)也是客觀存在的，而且恰恰是這類患者更應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的隨訪觀察。然而對(duì)于MMR功能缺陷的散發(fā)性結(jié)直腸癌，是否也應(yīng)該遵循HNPCC的推薦治療方案，進(jìn)行預(yù)防性的全結(jié)腸切除或全大腸切除手術(shù)呢？就這一點(diǎn)，目前國內(nèi)外尚無大宗樣本的臨床研究，且對(duì)于該類結(jié)直腸癌的發(fā)病機(jī)制也尚未得到全面充分的詮釋。

2.5 MMR正常的類HNPCC

HNPCC被定義為一種家族性綜合征，有著高發(fā)結(jié)直腸腫瘤以及其余腸外腫瘤的臨床特點(diǎn)。Amsterdam Ⅰ、Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)最先被用于描述HNPCC家系的特有的臨床表現(xiàn)。大約半數(shù)以上的HNPCC病例是由DNA錯(cuò)配修復(fù)通路障礙引起[15]。MMR基因的種系突變是產(chǎn)生這一切的根本原因，同時(shí)這類疾病又常被稱作為林奇綜合征。另有一些連續(xù)數(shù)代患病的家族成員，在他們身上找不到MMR缺陷的證據(jù)，身患結(jié)直腸癌但卻被檢測(cè)出微衛(wèi)星穩(wěn)定的狀態(tài)，同時(shí)也沒有發(fā)現(xiàn)MMR突變的情況。這就使在所有這些患病的家系中進(jìn)行個(gè)體化的基因咨詢變得十分困難。Pilar Garre等[16]于2013年9月曾發(fā)表了一篇關(guān)于微衛(wèi)星穩(wěn)定(MSS)的遺傳性非息肉病性結(jié)直腸癌、HNPCC、散發(fā)性結(jié)直腸癌之間的腫瘤發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)以及總體生存率的研究報(bào)告，提示KRAS基因突變與否并不會(huì)顯著影響結(jié)直腸癌腫瘤患者的總體生存率。在Dukes B期，MSS-HNPCC的總體生存率與HNPCC接近，卻與散發(fā)性結(jié)直腸癌大相徑庭；在Dukes C期，MSS-HNPCC的總體生存率介入上述兩者之間，優(yōu)于散發(fā)性結(jié)直腸癌而略劣于HNPCC。

8年前, Lindor等[17]曾提出用“X型家族性結(jié)直腸癌”(FCC-X)來定義這類微衛(wèi)星穩(wěn)定的類HNPCC家系，表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳和高發(fā)MMR相關(guān)性腫瘤。他們建立了這樣一組人群(FCC-X)，作為一個(gè)不同于HNPCC的特定個(gè)體，它有著結(jié)直腸癌發(fā)病率更低、疾病首次診斷的平均年齡更大的特點(diǎn)，但仍舊比散發(fā)性結(jié)直腸癌的初診年齡要小得多。其后只有很少的一些的研究顯示FCC-X家系符合Amsterdam診斷標(biāo)準(zhǔn)。幾乎所有這類患者的結(jié)直腸癌初診年齡都較大，而且多表現(xiàn)為遠(yuǎn)端結(jié)直腸易發(fā)生腫瘤，在發(fā)現(xiàn)腫瘤的同時(shí)還有極大部分人并發(fā)腸息肉病[18-19]。大多數(shù)的學(xué)者都認(rèn)為微衛(wèi)星穩(wěn)定的HNPCC家系是由不同的遺傳綜合征和腫瘤聚集效應(yīng)所組成。通過目前的手段只有很少的一部分該類患者能被檢測(cè)出患腫瘤的危險(xiǎn)性，所以在不同的人群中繼續(xù)研究該類家系的臨床特點(diǎn)變得尤為重要，為的是能更好地將其進(jìn)行分類并尋找潛在的致病原因。由此可知，在漫長(zhǎng)的腫瘤病變過程中，MMR扮演著一個(gè)十分重要的角色，細(xì)微的變化也會(huì)導(dǎo)致截然不同的結(jié)果，關(guān)于MMR的致病機(jī)制或許還有著其他不同的分子生物學(xué)途經(jīng)，而MMR之外勢(shì)必還存在著其他錯(cuò)綜復(fù)雜的結(jié)直腸惡性腫瘤的發(fā)病機(jī)制，這一切有待進(jìn)一步的研究與探討。

2.6 MMR缺陷型結(jié)直腸癌的臨床特征

MMR缺陷型腫瘤的形態(tài)學(xué)特征包括以下幾點(diǎn)[20-22]：膨脹性生長(zhǎng)，分化差，黏液腺癌多見，以成實(shí)性、髓性生長(zhǎng)為主，腫瘤組織中少見壞死和淋巴細(xì)胞反應(yīng)，諸如癌旁淋巴細(xì)胞受侵犯、類克羅恩病反應(yīng)以及腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞。越來越多的證據(jù)表明，MMR缺陷型腫瘤的發(fā)現(xiàn)為抗癌領(lǐng)域提供了相關(guān)的臨床資料，但普遍的MMR篩查尚未能被廣泛地應(yīng)用于臨床實(shí)踐中。

3 錯(cuò)配修復(fù)功能的其他相關(guān)研究

為了更好地理解MMR在避免腫瘤發(fā)生過程中的地位，許多重要的問題尚有待解決。充分詳細(xì)地理解其中潛在的后期DNA復(fù)制的分子機(jī)制仍舊是最終的目標(biāo)。MMR蛋白藏匿于HNPCC患者的單個(gè)氨基酸中，通過對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，使研究者獲得了新的靈感與思路。針對(duì)這類突變的蛋白，已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)付諸于此。近期就有2項(xiàng)這種研究，一個(gè)是關(guān)于包括hMSH2(M688R)、hMSH2(G674A)和hMSH6(T1219D)的MMR突變蛋白，另一個(gè)則是關(guān)于由前種突變蛋白所致的增變基因表型[23-24]。在MMR后期復(fù)制的環(huán)境下，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)是如何進(jìn)行調(diào)整的？最新的研究[25-27]顯示，組蛋白核小體作為染色質(zhì)的基礎(chǔ)構(gòu)件，在某些情況下，能抑制錯(cuò)配修復(fù)的識(shí)別以及隨后發(fā)生的切除過程。反而言之，在可能被MutS和CAF-1(一種染色質(zhì)重塑蛋白)之間的物理相互作用影響的變化過程中，MMR亦能抑制核小體蓄積[28]。微小RNA( MicroRNA)是如何調(diào)控MMR蛋白水平的？如果這些調(diào)控失敗了又會(huì)有什么結(jié)果？近期研究[29-30]發(fā)現(xiàn)，microRNA-21超表達(dá)與結(jié)直腸癌有關(guān)，且能下調(diào)hMSH2、hMSH6水平。在HNPCC基因攜帶者中，阿司匹林和其他非甾體類抗炎藥是如何調(diào)整惡性腫瘤罹患風(fēng)險(xiǎn)的？結(jié)直腸腫瘤預(yù)防II期臨床試驗(yàn)(CAPPII)根據(jù)遺傳學(xué)角度定位了937例HNPCC患者進(jìn)行化療預(yù)防并隨訪6年，評(píng)估阿司匹林對(duì)易罹患惡性腫瘤風(fēng)險(xiǎn)的HNPCC基因攜帶者的長(zhǎng)期療效，得出了阿司匹林能防止結(jié)直腸癌生長(zhǎng)的重要結(jié)論[31]。早期的研究[32-33]顯示，在那些缺失MMR蛋白但還未凋亡的結(jié)直腸癌細(xì)胞中，阿司匹林能抑制錯(cuò)配修復(fù)基因突變、增加胞內(nèi)錯(cuò)配修復(fù)蛋白表達(dá)量，進(jìn)而抑制微衛(wèi)星不穩(wěn)定，然而已經(jīng)凋亡的細(xì)胞仍舊保持著高度的微衛(wèi)星不穩(wěn)定性。阿司匹林和相關(guān)的氧化亞氮釋放型阿司匹林還能提升HNPCC模型小鼠20%的預(yù)期壽命。也許在那些正準(zhǔn)備被氧化的MMR缺陷細(xì)胞中，阿司匹林具有提前促使細(xì)胞凋亡的功能。Rodriguez-Soler和EPICOLON研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)MMR基因的研究發(fā)現(xiàn)，提出了一個(gè)新的假想概念，存在著這樣一些具有微衛(wèi)星不穩(wěn)定的結(jié)直腸癌患者，但其又不屬于HNPCC范疇之內(nèi)，而且也不是由已知的hMLH1基因高度甲基化所引起發(fā)病的。這其中可能存在許多理由，發(fā)現(xiàn)基因失活的所有可能途徑是一項(xiàng)十分困難且充滿挑戰(zhàn)的過程。然而，那些具有類林奇綜合征的家系成員之間的臨床特征也不盡相同，這意味著DNA錯(cuò)配修復(fù)缺陷和MSI的發(fā)生或許還存在著其他的分子生物學(xué)機(jī)制[34]。因此，明白MMR是如何受多種因素調(diào)控是一項(xiàng)重要的任務(wù)及艱巨的挑戰(zhàn)，任重而道遠(yuǎn)。

4 錯(cuò)配修復(fù)的研究熱點(diǎn)及應(yīng)用前景展望

簡(jiǎn)便應(yīng)用性以及可重復(fù)性是將MMR基因檢測(cè)廣泛應(yīng)用于臨床的關(guān)鍵條件，這樣那些具備良好預(yù)后條件的患者才有可能免受輔助化療之苦[35]。目前已經(jīng)確證錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)缺陷在HPNCC的發(fā)病中起著重要作用，為許多家族系患者提供了較為明確的診療思路及干預(yù)措施。雖然MMR基因的研究在近幾年取得了巨大的進(jìn)展，但仍存在許多問題尚待解決，特別是MMR基因失活與散發(fā)性結(jié)直腸癌之間的關(guān)系仍尚未得到明確的闡述。將來有望通過對(duì)大樣本量臨床病例進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用免疫組化技術(shù)檢測(cè)錯(cuò)配修復(fù)蛋白hMLH1、MSH2的表達(dá)水平，結(jié)合臨床常規(guī)病理檢測(cè)以及免疫組織化學(xué)法檢測(cè)MMR功能情況，分析MMR缺陷型結(jié)直腸癌，尤其是散發(fā)性結(jié)腸直腸癌這一類型的臨床病理特征及預(yù)后，為結(jié)直腸癌的臨床病理分型提供有意義的臨床指導(dǎo)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

[1] Terdiman, J P, P.G.Conrad, and M.H.Genetic testing in hereditary colorectal cancer: indications and procedures[J].Am J Gastroenterol, 1999, 94(9): 2344.

[2] Peltomaki, P.Deficient DNA mismatch repair: a common etiologic factor for colon cancer[J].Hum Mol Genet, 2001, 10(7): 735.

[3] Karran, P.Microsatellite instability and DNA mismatch repair in human cancer[J].Semin Cancer Biol, 1996, 7(1): 15.

[4] Aaltonen, L.A.Clues to the pathogenesis of familial colorectal cancer[J].Science, 1993, 260(5109): 812.

[5] Dietmaier, W.Diagnostic microsatellite instability: definition and correlation with mismatch repair protein expression[J].Cancer Res, 1997, 57(21): 4749.

[6] Vasen, H.F.New clinical criteria for hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC, Lynch syndrome) proposed by the International Collaborative group on HNPCC[J].Gastroenterology, 1999, 116(6): 1453.

[7] Hutvagner, G.and P.D.Zamore, A microRNA in a multiple-turnover RNAi enzyme complex[J].Science, 2002, 297(5589): 2056.

[8] Young, J.Features of colorectal cancers with high-level microsatellite instability occurring in familial and sporadic settings: parallel pathways of tumorigenesis[J].Am J Pathol, 2001, 159(6): 2107.

[9] Sanchez-de-Abajo, A.Molecular analysis of colorectal cancer tumors from patients with mismatch repair proficient hereditary nonpolyposis colorectal cancer suggests novel carcinogenic pathways[J].Clin Cancer Res, 2007, 13(19): 5729.

[10] Abdel-Rahman, W.M.Comprehensive characterization of HNPCC-related colorectal cancers reveals striking molecular features in families with no germline mismatch repair gene mutations[J].Oncogene, 2005, 24(9): 1542.

[11] Goel, A.Aberrant DNA methylation in hereditary nonpolyposis colorectal cancer without mismatch repair deficiency[J].Gastroenterology, 2010, 138(5): 1854.

[12] Domingo, E.BRAF screening as a low-cost effective strategy for simplifying HNPCC genetic testing[J].J Med Genet, 2004, 41(9): 664.

[13] Devaud, N., S.Gallinger.Chemotherapy of MMR-deficient colorectal cancer[J].Fam Cancer, 2013, 12(2): 301.

[14] Kalady, M.F.Risk of colorectal adenoma and carcinoma after colectomy for colorectal cancer in patients meeting Amsterdam criteria[J].Ann Surg, 2010, 252(3): 507.

[15] Peltomaki, P.and H.Vasen, Mutations associated with HNPCC predisposition-Update of ICG-HNPCC/INSiGHT mutation database[J].Dis Markers, 2004, 20(4/5): 269.

[16] Garre, P.Cancer risk and overall survival in mismatch repair proficient hereditary non-polyposis colorectal cancer, Lynch syndrome and sporadic colorectal cancer[J].Fam Cancer, 2014, 13(1): 109.

[17] Lindor, N.M.Lower cancer incidence in Amsterdam-I criteria families without mismatch repair deficiency: familial colorectal cancer type X[J].JAMA, 2005, 293(16): 1979.

[18] Francisco, I.Familial colorectal cancer type X syndrome: two distinct molecular entities? [J].Fam Cancer, 2011, 10(4): 623.

[19] Klarskov, L.Hereditary colorectal cancer diagnostics: morphological features of familial colorectal cancer type X versus Lynch syndrome[J].J Clin Pathol, 2012, 65(4): 352.

[20] Des Guetz, G.Does microsatellite instability predict the efficacy of adjuvant chemotherapy in colorectal cancer A systematic review with meta-analysis[J].Eur J Cancer, 2009, 45(10): 1890.

[21] Sargent, D.J.Defective mismatch repair as a predictive marker for lack of efficacy of fluorouracil-based adjuvant therapy in colon cancer[J].J Clin Oncol, 2010, 28(20): 3219.

[22] Ribic, C.M.Tumor microsatellite-instability status as a predictor of benefit from fluorouracil-based adjuvant chemotherapy for colon cancer[J].N Engl J Med, 2003, 349(3): 247.

[23] Martin-Lopez, J.V.The hMSH2(M688R) Lynch syndrome mutation may function as a dominant negative[J].Carcinogenesis, 2012, 33(9): 1647.

[24] Geng, H.Biochemical analysis of the human mismatch repair proteins hMutSalpha MSH2(G674A)-MSH6 and MSH2-MSH6(T1219D)[J].J Biol Chem, 2012, 287(13): 9777.

[25] Gorman, J.Visualizing one-dimensional diffusion of eukaryotic DNA repair factors along a chromatin lattice[J].Nat Struct Mol Biol, 2010, 17(8): 932.

[26] Li, F.Evidence that nucleosomes inhibit mismatch repair in eukaryotic cells[J].J Biol Chem, 2009, 284(48): p.33056.

[27] Javaid, S.Nucleosome remodeling by hMSH2-hMSH6[J].Mol Cell, 2009, 36(6): 1086.

[28] Schopf, B.Interplay between mismatch repair and chromatin assembly[J].Proc Natl Acad Sci U S A, 2012, 109(6): 1895.

[29] Valeri, N.MicroRNA-21 induces resistance to 5-fluorouracil by down-regulating human DNA MutS homolog 2 (hMSH2)[J].Proc Natl Acad Sci U S A, 2010, 107(49): 21098.

[30] Zhong, Z.miR-21 induces cell cycle at S phase and modulates cell proliferation by down-regulating hMSH2 in lung cancer[J].J Cancer Res Clin Oncol, 2012,138(10): 1781.

[31] Mathers, J.C.Long-term effect of resistant starch on cancer risk in carriers of hereditary colorectal cancer: an analysis from the CAPP2 randomised controlled trial[J].Lancet Oncol, 2012, 13(12): 1242.

[32] Ruschoff, J.Aspirin suppresses the mutator phenotype associated with hereditary nonpolyposis colorectal cancer by genetic selection[J].Proc Natl Acad Sci U S A, 1998, 95(19): 11301.

[33] McIlhatton, M.A.Aspirin and low-dose nitric oxide-donating aspirin increase life span in a Lynch syndrome mouse model[J].Cancer Prev Res (Phila), 2011, 4(5): 684.

[34] Rodriguez-Soler, M.Risk of cancer in cases of suspected lynch syndrome without germline mutation[J].Gastroenterology, 2013, 144(5): 926.

[35] Joost, P.Efficient and reproducible identification of mismatch repair deficient colon cancer: validation of the MMR index and comparison with other predictive models[J].BMC Clin Pathol, 2013, 13(1): 33.