肺癌易感基因的研究進(jìn)展

彭 華

肺癌是全世界最常見(jiàn)的癌癥死亡疾病。首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院胸外科主任、中國(guó)胸外科肺癌聯(lián)盟主席支修益教授指出，到2017年，中國(guó)肺癌發(fā)病率已經(jīng)上升到80萬(wàn)例，而死亡人數(shù)已經(jīng)達(dá)到70萬(wàn)例；中國(guó)每年癌癥死亡人數(shù)接近 300萬(wàn)，其中肺癌死亡人數(shù)接近70萬(wàn)[1]。然而其確切發(fā)病機(jī)制目前尚不明確，減少煙草吸入有助于降低肺癌發(fā)生率。隨著醫(yī)學(xué)發(fā)展，人們對(duì)肺癌的研究不斷深入，發(fā)現(xiàn)肺癌的家族遺傳性基因參與了其發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，并且是多個(gè)基因共同作用所致。

1 ATM基因與肺癌的關(guān)系

共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變（ataxia-telangiectasia mutated,ATM）是腫瘤抑制基因，其與細(xì)胞周期的調(diào)控、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞損傷修復(fù)密切相關(guān)。由共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變基因（ATM基因）突變所引發(fā)的擴(kuò)張癥（ataxia- telangiectasia,A-T）是一種較罕見(jiàn)的遺傳病。ATM基因定位于染色體1lq22～q23，全長(zhǎng)184 kb，編碼序列12 kb，內(nèi)含子100～11 000 bp，有66個(gè)外顯子，外顯子長(zhǎng)度243～634 bp。ATM基因是與DNA損傷識(shí)別有關(guān)的重要基因，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和修復(fù)中發(fā)揮重要作用，尤其是 DNA雙鏈斷裂（DSBS）。ATM蛋白是磷酸肌醇3-激酶（PI3）的成員，蛋白一旦激活，可以磷酸化使細(xì)胞周期停滯、細(xì)胞凋亡。因此，ATM基因的遺傳變異可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能變化，并作為表明個(gè)體易患癌癥的重要因素。Kim等[2]檢測(cè)了ATM基因的4個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，只有IVS62+60G〉A(chǔ)與肺癌易感性相關(guān)，且A等位基因攜帶者患肺癌風(fēng)險(xiǎn)高于與G等位基因攜帶者。ATM基因rs189037位點(diǎn)存在于ATM基因啟動(dòng)子中，DNA啟動(dòng)子序列的變異可能會(huì)改變或調(diào)節(jié)多種蛋白DNA相互作用，研究表明，該位點(diǎn)可能由于啟動(dòng)子的調(diào)節(jié)功能而調(diào)節(jié)ATM蛋白活性[3]。Liu等[4]在中國(guó)漢族人群中應(yīng)用TaqMan real-time PCR法，分析研究了 852名健康人和患病人的 ATM 基因rs189037（G＞A）位點(diǎn)多態(tài)性，結(jié)果表明，rs189037（G＞A）多態(tài)性AA基因型與A等位基因在中國(guó)漢族人口與肺癌的易感性有相關(guān)性。

2 脆性組氨酸三聯(lián)體（FHIT）基因與肺癌的關(guān)系

FHIT基因是抑癌基因，編碼序列含組氨酸三聯(lián)體。FHIT基因全長(zhǎng)約500 kb，由10個(gè)外顯子組成，其中5～9外顯子組成長(zhǎng)約500 bp的開(kāi)放閱讀框架（open reading frame,ORF），該基因的表達(dá)通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制腫瘤細(xì)胞的增殖來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞。自噬是分解代謝途徑，其中細(xì)胞質(zhì)蛋白和細(xì)胞器被隔離在液泡中并傳遞溶酶體來(lái)進(jìn)行降解和再循環(huán)，自噬也可以使細(xì)胞死亡。FHIT蛋白在非小細(xì)胞肺癌中誘導(dǎo)自噬，并且通過(guò)這種自噬在體內(nèi)外以蛋白依賴(lài)性方式阻止細(xì)胞凋亡，抑制自噬可能是增強(qiáng)FHIT基因在治療非小細(xì)胞肺癌中的效果中提供了新的希望[5]。李春陽(yáng)等[6]對(duì)臨床30例肺癌患者樣本組織的研究，其中有8例患者的臨床腫瘤組織中是存在易感性，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析癌旁組織中無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。FHIT基因啟動(dòng)子序列甲基化率高于正常的健康組織；其中癌旁組織與正常組織比較啟動(dòng)子在肺癌中甲基化率增高，表明FHIT基因啟動(dòng)子與肺癌的發(fā)生存在相關(guān)性[7]。Tomizawa等[8]利用免疫組化方法對(duì)臨床 105例肺癌組織進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果顯示，其中36例組織中FHIT基因蛋白明顯降低，經(jīng)后期隨訪，蛋白表達(dá)低的患者后期預(yù)后效果較差，表明FHIT基因與肺癌患者的預(yù)后效果存在一定關(guān)系。

3 p16基因與肺癌的關(guān)系

p16基因是一個(gè)抑癌基因，其主要功能是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，當(dāng)發(fā)生突變或插入時(shí)，會(huì)引起細(xì)胞發(fā)生癌變。該基因位于人類(lèi)染色體9P21上，全長(zhǎng)85 bp，由2個(gè)內(nèi)含子和3個(gè)外顯子組成。p16基因在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)缺失或突變，在肺癌中最容易出現(xiàn)甲基化。Lei等[9]非小細(xì)胞肺癌p16表達(dá)呈下調(diào)狀態(tài)，p16缺失對(duì)早期肺癌有明顯影響，從而判定 P16蛋白的表達(dá)與肺癌發(fā)生發(fā)展可能存在相關(guān)性。華叢書(shū)等[10]采用免疫組化SP法檢測(cè)76例NSCLC組織和癌旁正常組織中P16蛋白的表達(dá)，并分析P16蛋白表達(dá)的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)32例（42.11%）P16蛋白表達(dá)出現(xiàn)陽(yáng)性，顯著低于癌旁正常組織（陽(yáng)性表達(dá) 59例，77.63%）；不同病理組織分級(jí)、腫瘤分化程度、臨床TNM分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況，非小細(xì)胞肺癌組織中P16蛋白水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

4 MDM2基因與肺癌的關(guān)系

MDM2是一種抑癌基因，位于染色體12 q 13～14上，廣泛存在于人體正常組織器官中，如肺、肝、骨骼肌等，其中骨骼肌中含量最高，可阻斷 P53介導(dǎo)的腫瘤抑制因子轉(zhuǎn)錄反式激活，將 P53從細(xì)胞核運(yùn)送至細(xì)胞質(zhì)，并使P53多泛素化。MDM2基因參與許多細(xì)胞增殖和凋亡途徑，并通過(guò)小分子抑制MDM2蛋白的作用來(lái)發(fā)揮抗腫瘤作用。Weng等[11]通過(guò)對(duì)臨床117例樣本對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)，其中31例樣本中發(fā)現(xiàn)MDM2基因剪接變體，42%吸煙患者存在MDM2選擇性剪接，且這種剪接發(fā)生概率與肺癌的發(fā)生密切相關(guān)。Han等[12]發(fā)現(xiàn)MDM2 SNP309位點(diǎn)與肺癌發(fā)生有關(guān)，且基因型G/T或G/G基因型攜帶者的預(yù)后與肺癌發(fā)生機(jī)制可能與其存在相關(guān)性。Eymin等[13]采用Western blotting方法對(duì)192例肺癌組織樣本進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)60例樣本MDM2蛋白過(guò)度表達(dá)，而且據(jù)統(tǒng)計(jì)陽(yáng)性率為31%。并對(duì)這60例樣本再次用免疫組化的方法進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)蛋白高表達(dá)患者有效率為35.8%，顯著高于低表達(dá)患者，并有不同程度 MDM2異構(gòu)體的存在，從而說(shuō)明 MDM2基因位點(diǎn)與肺癌發(fā)生可能存在相關(guān)性。

5 磷酸酶及張力蛋白同源物（PTEN）基因與肺癌的關(guān)系

PTEN是一種有效的腫瘤抑制基因，位于染色體10q23.3區(qū)，是由403個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，有1 209個(gè)核苷酸，包括9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子，全長(zhǎng)200 kb。據(jù)報(bào)道，PTEN基因在人類(lèi)癌癥中經(jīng)常缺失或突變，其中包括肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌等。目前已報(bào)道 PTEN可抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡并通過(guò)下調(diào)肺腺癌A549細(xì)胞中PI3K/AKT/人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄（hTERT）途徑誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯。在肺癌細(xì)胞中，PTEN基因異常表達(dá)較為頻繁，通過(guò)對(duì)40例肺癌細(xì)胞組織進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PTEN基因的缺失或基因破壞與肺癌預(yù)后不良有關(guān)。Yanagawa等[14]運(yùn)用 Western blotting方法，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞株（H292、A549）的PTEN蛋白表達(dá)明顯降低，且高分化組明顯高于低分化組，無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。Hollander等[15]研究發(fā)現(xiàn)PTEN蛋白表達(dá)與肺癌預(yù)后密切相關(guān)，表達(dá)陰性患者較陽(yáng)性患者生存時(shí)間短，說(shuō)明 PTEN基因表達(dá)與肺癌發(fā)生可能存在相關(guān)性。

6 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）基因與肺癌的關(guān)系

VEGF基因結(jié)構(gòu)位于染色體6P21.3，全長(zhǎng)28 kb，編碼VEGF的基因長(zhǎng)約1.4萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子交替構(gòu)成形成的VEGF家族。Sullivan等[16]運(yùn)用RT-PCR法，對(duì)收集的170例肺癌人群和健康人群血液樣本進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺癌患者血液中VEGF基因rs2010963、rs2071559位點(diǎn)擴(kuò)增陽(yáng)性表達(dá)率高，再利用回歸分析法統(tǒng)計(jì)分析得出兩位點(diǎn)與肺癌的發(fā)生存在顯著相關(guān)?；蚨鄳B(tài)性位點(diǎn)+405C、460C/T，Bi等[17]通過(guò)免疫組化法影響蛋白的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)，從而影響腫瘤發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。Zhang等[18]通過(guò)定量逆轉(zhuǎn)錄-PCR和免疫組織法學(xué)檢測(cè)VEGF蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn)76例（69.9%）肺癌組織中觀察到 VEGF蛋白高表達(dá)，而且表達(dá)水平與肺癌中淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。高峰等[19]通過(guò)病例對(duì)照研究方法，發(fā)現(xiàn)河北地區(qū)漢族人群VEGF-460T/C單核苷酸多態(tài)性與肺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)存在相關(guān)性。

肺癌的發(fā)生發(fā)展受多基因多因素影響，為了進(jìn)一步篩選出肺癌的候選基因，分析其與肺癌遺傳易感性的關(guān)系，對(duì)研究者明確肺癌的發(fā)生以及預(yù)防和治療起到很好的作用。目前研究者已掌握了部分基因的發(fā)生和調(diào)控規(guī)律，但是針對(duì)不同基因?qū)δ[瘤的影響還需要進(jìn)一步研究。隨著分子生物學(xué)及基因靶向治療技術(shù)的不斷成熟，這將無(wú)疑使人們對(duì)肺癌的發(fā)生、發(fā)展、診斷及治療帶來(lái)新的希望，并對(duì)臨床新藥的開(kāi)發(fā)以及臨床合理用藥指導(dǎo)提供新的依據(jù)。