拷貝數(shù)變異在婦科惡性腫瘤中的研究進展

康雅芳，孫蓬明

拷貝數(shù)變異在婦科惡性腫瘤中的研究進展

康雅芳，孫蓬明△

在許多疾病中，拷貝數(shù)變異（copy number variations，CNVs）可作為有意義的疾病易感標志。從患者癌變和正常組織內獲得的大量染色體拷貝數(shù)圖譜不僅可以反映機體的變化，還能反映增加患癌風險的種系CNVs。測定CNVs的方法主要包括基因芯片技術、高通量測序、實時定量聚合酶鏈反應技術、熒光原位雜交等，其中基因芯片技術最為突出。目前對婦科惡性腫瘤中CNVs變化的研究還較為有限。綜述CNVs與一些婦科惡性腫瘤的密切關聯(lián)，例如卵巢癌、宮頸癌、子宮內膜癌等，并對相關CNVs進行綜合挖掘及生物信息學分析，從而更好地理解婦科惡性腫瘤的進展、惡化機制，為腫瘤的防治，診斷及治療等方面提供新的思路和方法。

變異（遺傳學）；寡核苷酸序列分析；聚合酶鏈反應；卵巢腫瘤；宮頸腫瘤；子宮內膜腫瘤

拷貝數(shù)變異（copy number variations，CNVs）是人類基因組內不同的DNA片段拷貝數(shù)發(fā)生變異，其范圍可以從1 kb到數(shù)Mb不等，變異主要來源于單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs），基因片段的刪除、插入、復制和復合多位點的變異等類型［1］。因此，CNVs是造成個體差異的重要遺傳基礎，其在人類基因組中分布廣泛，其覆蓋的核苷酸總數(shù)顯著超過SNPs的總數(shù)，極大地豐富了基因組遺傳變異的多樣性。近來，CNVs被認為是腫瘤遺傳變異的關鍵因素，并獲得越來越多的關注［2-3］。CNVs與某些腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉移息息相關。本文通過現(xiàn)階段婦科惡性腫瘤（如卵巢癌、宮頸癌、子宮內膜癌）中CNVs的相關研究，對婦科疾病的發(fā)生和惡化機制有了進一步的理解，進而為腫瘤的預防、診斷及治療提供新的思路和方法，不斷促進女性生殖健康。

1 CNVs的研究現(xiàn)況

2006年，Redon等［4］建立了第1個大規(guī)模CNVs人口統(tǒng)計庫，統(tǒng)計結果顯示，預計有12%的人群存在CNVs。近來基因組變異數(shù)據(jù)庫（Database ofGenomic Variants，DGV）更新，數(shù)據(jù)顯示在CNVs中大約含有22%的人類模式生物基因組，使它們在個體間變成最普遍的基因組變異類型［5］。早期，全基因組關聯(lián)研究（genome-wideassociation studies，GWAS）著重于鑒別與疾病相關的SNPs。以前利用不斷改善陣列平臺和算法去推測同一陣列的CNVs，近來更加著重于研究CNVs是否可以作為潛在的易感基因，去鑒別一系列疾病（例如感染、自身免疫性疾病和神經(jīng)疾病以及癌癥）［6］。同時，相關的研究結果也為這些癌癥患者創(chuàng)建了一個CNVs的原始數(shù)據(jù)庫，可以作為某些癌癥篩查的特定生物標志物，這為疾病的診療提供了一個新的平臺。

2 CNVs的檢測方法

目前測定CNVs的方法主要包括基因芯片技術、高通量測序、實時定量聚合酶鏈反應（real-time quantitative PCR）技術、熒光原位雜交（FISH）等，其中基因芯片技術最為突出?；蛐酒投鷾y序方法的分辨率相對較高，且檢測范圍覆蓋全基因組?；蛐酒夹g性價比相對更高，其可以利用一張芯片，快速、準確地檢測出多種數(shù)據(jù)；二代測序需要儀器設備，成本較高；FISH技術只能檢測已知位點，且通量較小，1次最多只能檢測5～8個位點。

基于基因芯片技術的比較基因組雜交芯片（array-based comparative genomic hybridization，aCGH）技術是目前檢測CNV最常用的方法，隨著人類基因組測序工作順利進行，BAC文庫、cDNA文庫和Contig文庫在公共數(shù)據(jù)庫中大量積累，更有利于基因芯片技術的廣泛運用。近年來，該技術的發(fā)展主要集中在陣列的點樣數(shù)目不斷增加，且探針長度縮短，從而加強對全基因組中多個CNVs片段的檢測，增加圖譜的清晰度。這也使得該技術逐漸取代了只能對生物某一個體或某一分類單位體細胞染色體進行分析的染色體組型分析技術而被廣泛應用于臨床［7］。

二代測序技術的出現(xiàn)也為基因結構變化的研究帶來了革命性變化，是高通量測序檢測技術的代表。檢測原理利用可逆性末端邊合成邊測序反應，具有高通量性和精確性，能夠最直接地檢測出全基因組中基因片段的增多或缺失。由于該技術覆蓋了全基因組，檢測耗時且成本高，實驗所產生的數(shù)據(jù)分析計算量大。

而實時熒光定量PCR技術是通過實時監(jiān)測PCR過程達到精確定量起始模板拷貝數(shù)。該技術分別針對待檢測基因片段上的序列和對照基因序列設計兩對引物和標記不同熒光基團的檢測探針。通過對擴增后兩個探針信號指示的Ct值進行比較從而判斷目標基因拷貝數(shù)。但該技術通量小，只能針對單個基因片段進行檢測。

3 CNVs與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關系

腫瘤的發(fā)生是一系列分子結構或成分變化的結果，基因組區(qū)域反復發(fā)生基因CNVs，多種腫瘤相關基因表達失常或腫瘤抑制基因失活都會促進腫瘤的生長。腫瘤轉移能力的獲得，同腫瘤的發(fā)生、發(fā)展一樣，是多基因的結構、功能和表達改變積累的結果?；虻倪z傳多態(tài)性是造成每個個體對腫瘤易感性不同的重要原因。例如同源異型盒基因DLX4和表皮生長因子受體ErbB2基因與乳腺癌預后不良相關［8］；在1q21.1位點上的NBPF基因家族傾向于人神經(jīng)母細胞瘤［9］；GREM調節(jié)區(qū)域的高表達或基因POLE變異易誘導遺傳性大腸癌的發(fā)生［10］。因此，通過研究這些重要基因CNVs，可以進一步了解婦科惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉移。

3.1 CNVs在卵巢癌的研究進展卵巢癌是全球女性癌癥中第4位常見的疾病。利用SNPs掃描芯片檢測染色體CNVs，全基因組表達譜芯片檢測差異表達基因，并采用生物信息學方法進行相關性分析的結果顯示，1，2，3，4，5，6，9，11和12號染色體CNVs均與卵巢癌的轉移密切相關。差異表達基因大多屬于酶及其調控子基因，其次是信號傳導基因、核酸結合基因和蛋白結合基因。研究還發(fā)現(xiàn)，至少40個CNVs才能夠引起1個基因的差異表達［11］。然而，要從大量編碼基因組中尋找出癌癥的關鍵驅動基因編碼區(qū)域，譜相分析為癌癥相關的基因CNVs提供了一個新的理解方式［12］。

相關研究分析顯示，總共有12個基因位點與卵巢癌的發(fā)生有顯著的聯(lián)系，12個基因位點上存在6個編碼區(qū)域，有2個是獲得性CNV區(qū)域。其中1個在2p25.3，該基因位點上存在SH3YL1編碼區(qū)域；另1個在1q42.2，且與精神分裂癥斷裂基因1（DISC1）、DISC2、功能性融合轉錄本TSNAX-DISC1基因發(fā)生區(qū)域重疊。在許多卵巢癌患者中，分別位于10，5和18號染色體上的相互作用蛋白質2C同系物（DIP2C）、同源盒基因MSX2、結直腸癌缺失基因（DCC）和內皮脂酶（LIPG）基因與卵巢癌的發(fā)生有關聯(lián)［13］。研究還發(fā)現(xiàn)，至少有10%的卵巢癌具有遺傳性，且與顯性常染色體綜合征相關［14］。罕見的遺傳性綜合征包括Peutz-Jeghers綜合征（PJS）和Gorlin綜合征，它們分別發(fā)生STK11和Patch基因丟失，最終導致早期卵巢癌的發(fā)病率增加［15］。此外，研究數(shù)據(jù)顯示，至少20%的卵巢癌患者中可檢測到乳腺癌易感基因1（BRCA1）和BRCA2發(fā)生基因突變［16］。近來研究發(fā)現(xiàn)，能夠有效抑制漿液性卵巢癌增長還依賴于突變型p53基因的功能［17］，深入了解并加以運用，該基因則有望成為控制卵巢癌病程的新靶點。

3.2 CNVs在宮頸癌中的研究進展宮頸癌是全球女性癌癥中第2常見的疾病，宮頸上皮內瘤變（CIN）或宮頸非典型增生是常見的癌前病變，與浸潤性癌的發(fā)展息息相關。研究發(fā)現(xiàn)，大約70%的宮頸癌患者中，最常見的基因改變是3號染色體的長臂發(fā)生擴增。該染色體3q26區(qū)域的RNA基因人類染色體端粒酶亞基容易誘發(fā)宮頸癌的發(fā)生。另1個常見的染色體畸變是8q24區(qū)域的惡性擴增，從而導致myc原癌基因異常［18-19］。位于染色體1p36.22區(qū)域的胚胎移植前基因（PGD）則可作為診斷宮頸癌的有效生物標志物［20］。此外，周期性發(fā)生E322K替換絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1），人白細胞抗原（HLA）-B發(fā)生基因滅活，EP300、FBXW 7、NFE2L2、TP53、ErbB2發(fā)生突變都與宮頸癌的發(fā)生密切相關。宮頸鱗狀細胞癌患者在TpC二核苷酸處發(fā)生變異的頻率高于宮頸腺癌患者［21］。臨床數(shù)據(jù)顯示，基因CNVs與宮頸癌治療預后相關。例如宮頸鱗狀細胞癌患者經(jīng)順鉑同步放化療后，會出現(xiàn)體細胞突變和PIK3CA致癌基因拷貝數(shù)的異常擴增［22］。

3.3 CNVs在子宮內膜癌的研究進展子宮內膜癌是婦科常見的惡性腫瘤之一。在一小部分的子宮內膜癌早期患者中發(fā)現(xiàn)，促黑素2（MSH2）、MSH6和PMS2基因錯配修復時易發(fā)生高風險的種系突變，并且具有家族遺傳性。在子宮內膜癌患者中還會出現(xiàn)一些罕見的種系拷貝數(shù)缺失，它們會干擾基因型、CpG島和sno/miRNAs，從而可能導致基因調節(jié)異常和腫瘤的發(fā)生［23］。研究發(fā)現(xiàn)，谷胱甘肽巰基轉移酶T1（GSTT1）基因拷貝數(shù)擴增會提高子宮內膜癌的患病風險，而谷胱甘肽巰基轉移酶M1（GSTM1）基因拷貝數(shù)不影響。這是因為GSTT1和GSTM1基因的底物特異性不同，GSTT1生成中間體可能對子宮內膜細胞具有基因毒性，且至少要存在2個GSTT1基因才會增加子宮內膜癌的患病風險［24］。此外，在染色體16q22上的腫瘤抑制基因編碼的CTCF和ZFHX3基因發(fā)生失活或缺失，也會影響子宮內膜癌的發(fā)生［25］。通過監(jiān)測相關CNVs，盡早發(fā)現(xiàn)某些特定基因異常，可以有效監(jiān)管子宮內膜癌的患病風險。還有研究證實，子宮內膜癌的特色基因包括POLE基因超變區(qū)變異、微序列變異、拷貝數(shù)基因含量過低和拷貝數(shù)基因含量過高，它們可能會影響子宮內膜癌患者的術后輔助治療［26］。

5 結語與展望

綜上所述，婦科惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多基因異常引起的遺傳變異和轉錄調節(jié)失常，從而導致細胞惡性轉化的結果［27］。通過對卵巢癌、宮頸癌和子宮內膜癌CNVs數(shù)據(jù)的深入探索及綜合分析，能夠高效、系統(tǒng)地獲得3種婦科惡性腫瘤的相關疾病信息，從而更好地理解疾病的進展及其惡化機制，為腫瘤的防治、診斷及治療提供新的思路和方法，為女性健康保駕護航。

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Research Progress of Copy Number Variation in Gynecological Malignant Tumors

KANG Ya-fang，SUN Peng-ming.

Fujian Provincial Maternity and Children′s Health Hospital，Institute of Gynecologic Oncology，F(xiàn)ujian Provincial Maternity and Children′sHealth Hospitalof Fujian MedicalUniversity，F(xiàn)uzhou 350001，China

SUNPeng-ming，E-mail：sunfemy@hotmail.com

Copy number variations（CNVs）can serve as significantdisease susceptibilitymarkers inmany disorders.The availability of a large number of chromosomal copy number profiles in both malignant and normal tissues in cancer patients presentsan opportunity to characterize notonly somatic alterations butalso germline CNVs，whichmay confer increased risk for cancer.The determinationmethods of CNVsmainly includes the gene chip technology，high throughput sequencing，real-time quantitative PCR and FISH，etc.Themost importantmethod is the gene chip technology.At present the study of CNVs in gynecologicmalignant tumor is relatively limited.The article focus on researching that CNVs is closely related to some tumor disease of gynaecology，such as ovarian cancer，cervical cancer，endometrial cancer.Comprehensivemining of copy number variations and bioinformatics analysis，understanding of the progress of the gynecological malignant tumors，degradation mechanism，and providenew ideasandmethods for tumorprevention，diagnosisand treatment.

Variation（genetics）；Oligonucleotide array sequence analysis；Polymerase chain reaction；Ovarian neoplasms；Uterine cervicalneoplasms；Endometrialneoplasms（JInt Obstet Gynecol，2016，43：493-496）

2016-02-22）

［本文編輯王昕］

2015年福建省衛(wèi)生系統(tǒng)中青年骨干人才培養(yǎng)項目［閩衛(wèi)科教函（2014）385號2014-ZQN-ZD-5］

350001福州，福建省婦幼保健院婦科腫瘤實驗室，福建醫(yī)科大學附屬福建省婦幼保健院

孫蓬明，E-mail：sunfemy@hotmail.com

△審校者