切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因2與非小細(xì)胞肺癌鉑類化療敏感性的研究進(jìn)展*

婁婷婷 綜述，劉瑜新，安繼紅，張永州 審校

(河南大學(xué)淮河醫(yī)院藥學(xué)部臨床藥學(xué)室，河南開封 475000)

全世界肺癌的發(fā)病率及病死率為惡性腫瘤的首位，且仍舊持續(xù)增加，嚴(yán)重威脅著人類生命安全。而非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者占所有肺癌的80%以上，約85%的患者病情確診時(shí)已處于中晚期，故鉑類藥物聯(lián)合第三代標(biāo)準(zhǔn)化療方案成為主要治療措施[1-2]。切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因2(ERCC2)作為一種DNA解螺旋酶，為RNA聚合酶Ⅱ(TFⅡH)組分，參與堿基切除修復(fù)(BER)和核苷酸切除修復(fù)(NER)過程[3]。而ERCC2基因的單核苷酸多態(tài)性(SNP)可抑制TFⅡH的活性，導(dǎo)致修復(fù)、轉(zhuǎn)錄缺陷異常，進(jìn)而影響ERCC2蛋白表達(dá)及DNA損傷修復(fù)能力[4]。人體內(nèi)多種SNP決定對(duì)應(yīng)修復(fù)酶的活性差異，故對(duì)DNA修復(fù)能力就表現(xiàn)出個(gè)體差異，影響患者對(duì)化療藥物敏感性[5]。目前ERCC2基因的SNP研究熱點(diǎn)主要集中在Asp312Asn、Lys751Gln。LI等[6]分析ERCC2基因多態(tài)性對(duì)長春瑞濱聯(lián)合順鉑化療敏感性，結(jié)果顯示ERCC2 Lys751Gln基因型的化療敏感性為Lys751Lys的0.4倍。金珊珊等[7]薈萃國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，顯示攜帶ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln基因肺癌患者敏感性較高。而PEREZ-RAMIREZ等[8]發(fā)現(xiàn)攜帶ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln基因與肺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，且與患者種群、吸煙及危險(xiǎn)環(huán)境有關(guān)。鑒于目前國內(nèi)外晚期NSCLC患者的ERCC2與鉑類藥物化療敏感性相關(guān)性的結(jié)論，本研究探討它們之間調(diào)控機(jī)制，以期構(gòu)建預(yù)測NSCLC鉑類化療藥物療效的基因組學(xué)體系，為指導(dǎo)臨床晚期NSCLC患者鉑類藥物個(gè)體化治療提供科學(xué)依據(jù)。

1 ERCC2與鉑類藥物及DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)

1.1ERCC2結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能 ERCC2是由23個(gè)外顯子構(gòu)成54 000個(gè)堿基對(duì)，其蛋白產(chǎn)物高達(dá)760個(gè)氨基酸[9]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，ERCC2中較高突變基因位于156、312、751位點(diǎn)，其中Arg156Arg(C→A)為無義突變，不造成氨基酸改變，Asp312Asn(G→A)與Lys751Gln(A→C)為錯(cuò)義突變，會(huì)造成氨基酸改變而影響DNA損傷修復(fù)能力[10]。Asp312Asn基因高度保守，而Lys751Gln基因反之，可作為評(píng)定DNA修復(fù)能力的指標(biāo)[3]；此外，ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln之間還存在連鎖不平衡作用，影響NSCLC患者對(duì)鉑類藥物化療的敏感性。

1.2鉑類藥物的作用機(jī)制 在肺癌化療治療中，順鉑或卡鉑是最常用的抗腫瘤鉑類藥物。采用鉑類藥物治療晚期NSCLC患者，化療藥物對(duì)其化療敏感性、藥物不良反應(yīng)表現(xiàn)出廣泛的個(gè)體差異，這造成鉑類化療藥物療效的個(gè)體差異[5,11]。鉑類藥物主要目的靶點(diǎn)是細(xì)胞DNA，當(dāng)順鉑或卡鉑進(jìn)入到細(xì)胞中，會(huì)快速水解并轉(zhuǎn)變?yōu)殡p氯雙氨鉑，與DNA發(fā)生交叉聯(lián)結(jié)作用。形成鉑-DNA(Pt-DNA)加合物，阻礙DNA的細(xì)胞周期，從而達(dá)到遏制腫瘤細(xì)胞的繼續(xù)分裂，使其受損而壞死[12]。

1.3DNA修復(fù)能力與鉑類化療藥物作用機(jī)制 在一般情況下，當(dāng)機(jī)體因生物體自身或外界損傷產(chǎn)生刺激反射，必會(huì)快速啟動(dòng)DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)，維持受損細(xì)胞完整性與穩(wěn)定性而進(jìn)行有效修復(fù)。一些基礎(chǔ)研究表明，ERCC2基因表達(dá)上調(diào)會(huì)觸發(fā)肺癌細(xì)胞對(duì)化療藥物產(chǎn)生抵抗，其作用機(jī)制可能是ERCC2 mRNA過表達(dá)強(qiáng)化DNA損傷修復(fù)機(jī)能[4,12]。此外，一些DNA損傷修復(fù)基因能分解Pt-DNA加合物，降低鉑類化療藥物療效，故較弱DNA修復(fù)能力的患者會(huì)表現(xiàn)出較強(qiáng)的鉑類藥物敏感性。此外，在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，即使同樣的病理患者采用相同化療方法，其療效也會(huì)有較大差異，而SNP直接決定DNA修復(fù)能力與晚期NSCLC患者對(duì)鉑類藥物化療的敏感性。

2 ERCC2基因多態(tài)性與化療藥物敏感性

2.1ERCC2基因多態(tài)性分布 個(gè)體遺傳因素的差異直接決定化療敏感性及療效的差異，故治療肺癌的關(guān)鍵是基于患者的遺傳學(xué)選擇個(gè)體化治療方案。楊惠夷[13]發(fā)現(xiàn)化療與靶向基因治療藥物敏感性等方面存在正相關(guān)。這是由于化療敏感性與相關(guān)靶標(biāo)基因能夠識(shí)別NSCLC患者的個(gè)體差異，來預(yù)測早期NSCLC患者的術(shù)后復(fù)發(fā)、生存及其對(duì)輔助治療的獲益情況。2014年SULLIVAN等[14]分析了接受順鉑或卡鉑治療出現(xiàn)的Ⅲ～Ⅳ級(jí)消化道反應(yīng)患者中，發(fā)現(xiàn)衍生的毒性與ERCC2基因的SNP相關(guān)；而滕雪等[15]進(jìn)一步揭示攜帶ERCC2 Lys751Gln基因多態(tài)性患者的Ⅲ～Ⅳ級(jí)胃腸道不良反應(yīng)及Asp312Asn或Asn312Asn變異型患者的化療敏感性明顯低于野生型基因組患者。陸俊國等[16]通過與野生基因型Lys751Lys型對(duì)比，發(fā)現(xiàn)攜帶Lys751Gln和Gln751Gln者患NSCLC的危險(xiǎn)度比值比(Odds ratio，OR)分別為1.53和0.58，表明ERCC2 Lys751Gln基因型多態(tài)性與化療敏感性具有相關(guān)性。COSKUNPINAR等[17]研究結(jié)果顯示ERCC2 Lys751Gln可增加疾病風(fēng)險(xiǎn)約3.49倍(OR：3.49，95%CI：1.291～9.482，P=0.009)。肖莎等[18]發(fā)現(xiàn)Asp312Asn或Asn312Asnvs. Asp312Asp的異質(zhì)性檢驗(yàn)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；但固定效應(yīng)模型顯示Asn312Asnvs.Asp312Asp的合并差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。通過以上ERCC2基因分布對(duì)比的差異，主要?dú)w因于Asp312Asn基因高度保守，而Lys751Gln基因反之，揭示Lys751Gln對(duì)化療藥物具有更高的敏感性，而Asp312Asn可能有一定相關(guān)性。這也是由于312位點(diǎn)變異不能改變藥物敏感性變化，但聯(lián)合關(guān)鍵的SNP可能會(huì)顯示藥物的敏感性。陸俊國等[19]發(fā)現(xiàn)NSCLC患者ERCC2 Lys751Lys、Lys751Gln、Gln751Gln的分布頻率分別為69%、26%和5%，同時(shí)ZHOU等[20]發(fā)現(xiàn)ERCC2 Lys751Lys、Lys751Gln 及Asp312Asp、Asp312Asn的分布頻率分別為81.72%、18.28%及80.65%、19.35%，以上均存在有相關(guān)性，也存在較大的一致性。LIU等[21]發(fā)現(xiàn)ERCC2 Lys751Gln基因型有顯著風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系，且按臨床類型分層時(shí)，變異基因型與雜合子、純合子及顯性模型對(duì)比均存在風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，揭示ERCC2 Lys751Gln多態(tài)處于連鎖不平衡，也進(jìn)一步表明Lys751Gln具有明顯的化療敏感性。因此，針對(duì)性發(fā)掘Lys751Gln與Asp312Asn對(duì)特定化療藥物敏感性及對(duì)個(gè)體毒性作用，來配合臨床確定適宜的化療方法與藥物劑量，避免化療藥物過度使用，有助于對(duì)不同患者制訂合理的個(gè)體化化療方法，保障患者生命安全。

2.2亞組分析結(jié)果 SNP是決定人種、個(gè)體間差異的主要因素，正如世界各國的人類基因組計(jì)劃全面篩查不同人種、不同個(gè)體在基因序列上的差異，本研究主要分析了兩個(gè)種族人群(高加索人群與亞洲人群)及其個(gè)體中基因(主要基因Lys751Gln與Asp312Asn)對(duì)NSCLC患者化療藥物的敏感性相關(guān)性。ZHOU等[20]研究顯示ERCC2 Asp312Asn和Lys751Gln與臨床化療敏感性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。張勝利等[22]檢測78例NSCLC患者的ERCC2 Lys751Gln多態(tài)性也顯示其與鉑類藥物化療敏感性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，且SNP分布與吸煙史、臨床分期和病理類型無關(guān)(P>0.05)。陸俊國等[23]研究結(jié)果表明，吸煙、環(huán)境危險(xiǎn)因素與ERCC2 Lys751Gln基因多態(tài)性存在交互效應(yīng)，OR值分別為2.24、2.53，且同時(shí)暴露吸煙、環(huán)境危險(xiǎn)因素環(huán)境下，患NSCLC危險(xiǎn)明顯上升。這與ZHOU等[20]和張勝利等[22]的研究結(jié)果不一致。可能由于不同的人群、國家、地域等，導(dǎo)致結(jié)論存在較大差異。肖莎等[24]分析28篇國內(nèi)外文獻(xiàn)，結(jié)果表明高加索人群的ERCC2 Lys751Gln基因患肺癌風(fēng)險(xiǎn)較高，環(huán)境危險(xiǎn)因素導(dǎo)致其DNA修復(fù)能力較弱，對(duì)化療藥物有較強(qiáng)的敏感性。LI等[25]發(fā)現(xiàn)Lys751Gln在ERCC2中的風(fēng)險(xiǎn)影響僅在高加索人而不是亞洲人。此外，LIU等[21]研究也得到上述結(jié)論，最后薈萃分析顯示ERCC2 Lys751Gln基因多態(tài)性可能是高加索人患病的危險(xiǎn)因素，也間接揭示ERCC2 Lys751Gln基因多態(tài)性影響NSCLC患者化療的敏感性。通過總結(jié)分析擴(kuò)大的樣本量及減小研究對(duì)象的差異，結(jié)果揭示ERCC2 Lys751Gln與吸煙、環(huán)境危險(xiǎn)因素存在一定聯(lián)系，這主要?dú)w因于Lys751Gln基因保守性差，易受外界環(huán)境影響及不同遺傳背景的個(gè)體對(duì)肺癌的遺傳易感性不同，暗示攜帶Lys751Gln的個(gè)體有較高的DNA加合物水平與較低的嘧啶體修復(fù)能力，增強(qiáng)了對(duì)鉑類化療藥物的敏感性，改善了預(yù)后。

2.3ERCC2基因型與化療療效 YANG等[26]對(duì)目前不一致和不確定的ERCC2的SNP與NSCLC鉑類藥物化療敏感性與臨床療效間關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ERCC2 Asp312Asn在客觀緩解率(ORR)、在亞洲種族、高加索族群及種族群間(亞洲與高加索族群)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；攜帶ERCC2 Lys751Gln基因多態(tài)性亞洲種群患者的ORR、總體生存期(OS)和無進(jìn)展期(PFS)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，其變異基因在亞洲種群患者OS較差，但PFS在高加索族群中不同。D′ANTONIO等[27]研究發(fā)現(xiàn)不斷更新的化療療法可顯著延長肺癌PFS或OS，認(rèn)為藥物基因組學(xué)可能改變治療肺癌的化療藥物敏感性和耐受性的DNA變體。GEREDELI等[28]得到ERCC2 Gln751Gln等位基因患者的中位無復(fù)發(fā)生存期(RFS)為28.3個(gè)月(95%CI：20.8～35.8)，Lys751Gln為46.9個(gè)月(95%CI：18.6～75.2，P=0.018)。表明ERCC2 Lys751Gln是NSCLC患者的獨(dú)立預(yù)后因素，影響化療藥物的敏感性，可作為反映DNA修復(fù)能力的指標(biāo)，而Asp312Asn的影響較小，故通過對(duì)比以上基因型差異可為晚期NSCLC患者的藥物選擇及治療方案的制定提供直觀、科學(xué)的依據(jù)。

LEE等[29]研究了人肺組織中ERCC2多態(tài)性DNA加合物，發(fā)現(xiàn)與野生型純合子基因型相比，NSCLC受試者ERCC2 Asp312Asn基因型肺中DNA加合物水平增加了204.9%，這直接揭示DNA加合物水平上升有利于增強(qiáng)化療敏感性。ZHANG等[30]研究順鉑治療導(dǎo)致細(xì)胞死亡的Pt-DNA加合物，發(fā)現(xiàn)攜帶ERCC2 Lys751Gln基因患者的存活率明顯高于攜帶Gln751Gln基因患者，在處理24 h后DNA損傷水平明顯降低，細(xì)胞S期周期延長，細(xì)胞凋亡率緩解。其可能作用機(jī)制為ERCC2基因多態(tài)性是TFⅡH與NER通路中的關(guān)鍵基因，參與NER和基因轉(zhuǎn)錄，直接決定DNA損傷修復(fù)能力，而鉑類化療藥物與細(xì)胞DNA相互作用形成Pt-DNA加合物，阻礙細(xì)胞正常的周期過程；ERCC2基因過表達(dá)可通過不同NER途徑去強(qiáng)化DNA損傷修復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)分解Pt-DNA加合物，保障細(xì)胞周期正常。故ERCC2基因多態(tài)性表達(dá)可影響晚期NSCLC患者對(duì)鉑類藥物化療敏感性與療效。

3 前景與展望

本研究通過大量文獻(xiàn)分析對(duì)比，表明ERCC2 312、751位點(diǎn)的基因型分布存在相關(guān)性，但Asp312Asn與吸煙史、臨床分期和病理類型等無關(guān)，而Lys751Gln反之。同時(shí)Asp312Asn對(duì)種族差異、鉑類藥物化療敏感性及療效相關(guān)性較低，而Lys751Gln卻反之。但總體表明Asp312Asn、Lys751Gln是晚期NSCLC患者危險(xiǎn)因素，可作為鉑類化療藥物的敏感性與臨床療效的有效標(biāo)志物。以上研究存在個(gè)別差異，可能原因是試驗(yàn)方法、樣本量、異質(zhì)性的研究人群、特異性的種族及差異的病理分型等導(dǎo)致，故不能將研究結(jié)果推廣至整個(gè)人群。因此今后應(yīng)擴(kuò)大研究對(duì)象及對(duì)象間差異性，進(jìn)行大規(guī)模和精心設(shè)計(jì)研究，以明確種族特異性群體及其不同組織學(xué)亞型的風(fēng)險(xiǎn)，以得出更為可靠的綜合性結(jié)論。

綜上所述，在治療前篩選NSCLC患者ERCC2的基因多態(tài)性以預(yù)測晚期NSCLC患者對(duì)鉑類化療藥物的敏感性，為患者制訂出最佳的個(gè)體化治療方案，具有廣泛的應(yīng)用前景。

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