子宮內(nèi)膜異位癥的遺傳學(xué)發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

曹現(xiàn)嶺，孫振高

子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs）是指具有生長(zhǎng)功能的子宮內(nèi)膜組織出現(xiàn)在宮腔被覆黏膜以外的其他部位，影響約5%～10%的育齡期女性。EMs臨床表現(xiàn)多樣，其中大多數(shù)女性出現(xiàn)慢性非周期性盆腔痛、痛經(jīng)和不孕等癥狀。研究發(fā)現(xiàn)，EMs患病率在不孕癥女性中為25%～35%，在盆腔痛女性中達(dá)39%～59%[1]。50%的EMs患者有明顯痛經(jīng)[2]。此外，EMs可增加多種慢性疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，如自身免疫性疾病、癌癥、哮喘和炎癥性結(jié)腸炎等[3]。EMs雖為良性病變，但具有類似惡性腫瘤的局部種植、浸潤(rùn)生長(zhǎng)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移能力，嚴(yán)重影響育齡女性的健康和生活質(zhì)量，且EMs患病率與不孕癥的關(guān)系使得對(duì)EMs的深入研究尤為重要，以期為其診斷、治療提供更好的幫助。EMs的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，有證據(jù)表明，EMs在患者的一級(jí)親屬和單卵雙胞胎中發(fā)病率較高，EMs的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)中高達(dá)51%是遺傳導(dǎo)致的[4]，提示遺傳因素在EMs的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。現(xiàn)就EMs的遺傳學(xué)發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 與炎癥相關(guān)的基因

EMs伴隨慢性炎癥反應(yīng)，炎癥與EMs病變的發(fā)生和粘連的形成有關(guān)，在EMs患者全身和局部病變中均有發(fā)生。因此炎癥相關(guān)基因可能在EMs的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

EMs的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)已在染色體2q13中被發(fā)現(xiàn)，其位于富含炎癥基因的區(qū)域中，并且包含白細(xì)胞介素1（IL-1）家族簇[4]。遺傳變異可能通過影響該區(qū)域內(nèi)的靶基因賦予EMs易感性，在腹膜環(huán)境中，EMs病變生長(zhǎng)相關(guān)的炎癥反應(yīng)刺激促進(jìn)病變進(jìn)展的趨化因子、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和血管生成因子的產(chǎn)生。影響基因表達(dá)的基因區(qū)域稱為表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)（eQTL），而其中主要的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs） 通 常 稱 為 eQTL SNPs。eQTL SNPs對(duì)基因表達(dá)的影響可以通過多種途徑，其中一種較為常見的途徑是替代等位基因改變調(diào)控元件的DNA結(jié)合位點(diǎn)從而改變基因調(diào)控，并通過局部相互作用改變基因表達(dá)。最近的研究表明，定位在250 kb區(qū)段內(nèi)的基因最有可能受到eQTL SNPs的影響[5]。

Gajbhiye等[4]研究通過全基因組關(guān)聯(lián)分析（genomewideassociation study，GWAS） 發(fā)現(xiàn)，染色體2q13上SNPsrs10167914變異是EMs的易感因素，這些基因間SNPs很可能影響位于250 kb區(qū)段以內(nèi)的基因。在該區(qū)段內(nèi)有21個(gè)個(gè)體基因轉(zhuǎn)錄物，其中6個(gè)是IL-1家族成員、3個(gè)是先前與炎癥相關(guān)的編碼基因、4個(gè)代表新的編碼基因或者假基因、其余8個(gè)目前被認(rèn)為是非編碼的RNA轉(zhuǎn)錄本。有3個(gè)IL-1家族成員在預(yù)定切斷區(qū)段之外，3個(gè)非IL-1家族基因可能在炎癥環(huán)境改變的信號(hào)通路中發(fā)揮作用，其余12個(gè)是非編碼RNA轉(zhuǎn)錄本或尚未被發(fā)現(xiàn)的最新轉(zhuǎn)錄物。單個(gè)IL-1家族成員對(duì)炎癥微環(huán)境的影響可能很小，但I(xiàn)L-1活性可通過激動(dòng)劑、拮抗劑和受體之間的微妙平衡介導(dǎo)調(diào)控，并且一個(gè)IL-1家族成員的活性可能影響另一個(gè)IL-1家族成員活性。如3個(gè)IL-36的轉(zhuǎn)錄本和IL-38可增強(qiáng)IL-1β的活性。因此，SNPsrs10167914可能不是通過對(duì)單個(gè)IL-1家族成員的影響而在EMs的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用，而是通過影響該家族多個(gè)成員，使其在疾病發(fā)展的不同時(shí)間點(diǎn)相互作用，改變IL-1家族成員作用的局部炎癥微環(huán)境，從而介導(dǎo)EMs的易感性。

2 與癌前病變有關(guān)的基因

EMs是一種潛在的癌前病變，其具有類似惡性腫瘤的局部種植、浸潤(rùn)生長(zhǎng)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的能力。研究顯示，25%深部浸潤(rùn)型EMs存在癌癥驅(qū)動(dòng)基因突變[6]，然而尚不清楚這些突變是否也存在于卵巢型EMs中。

Zou等[7]對(duì)4個(gè)熟知的癌癥相關(guān)基因（KRAS、PPP2R1A、PIK3C A和ARID1A）和其他6個(gè)癌癥相關(guān)的基因[BRAF、NRAS、HRAS、絲裂原活化蛋白激酶1（ERK1）、ERK2和磷酸酶基因（PTEN）]的突變情況進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示在101個(gè)卵巢EMs樣本中，有4個(gè)體細(xì)胞突變（4%），其中包括K RAS基因p.G12V突變、PP2R1A基因p.S256F突變和2個(gè)A RID1A基因的無義突變（p.Q403*和p.G1926*）；而在其余7個(gè)基因中未發(fā)現(xiàn)突變，并且該研究第一次發(fā)現(xiàn)KRAS基因p.G12V突變和ARID1A基因p.Q403*突變共同發(fā)生在一例36歲患者的樣本中，其血清CA125為308.4 U/mL，月經(jīng)初潮年齡為18歲。在這些突變中，KRAS p.G12V是在人類多種癌癥中存在的熱點(diǎn)基因突變[8]；ARID1A p.Q403*突變?cè)?5例食管癌中檢出1例[9]、69例尿道癌中檢出2例[10]，ARID1A p.G1926*突變?cè)跈M紋肌肉瘤中檢出[11]。盡管研究發(fā)現(xiàn)這些癌癥基因在卵巢型EMs中的突變頻率低于深部浸潤(rùn)型EMs[12]，但仍提示其可能參與EMs的發(fā)病機(jī)制甚至惡變機(jī)制。

3 與尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A1（UGT1A1）有關(guān)的基因

UGT是一種二相代謝酶和終點(diǎn)酶，是代謝生物活性類固醇激素（如雌激素及其代謝物）的重要途徑，隨著激素作用的結(jié)束，類固醇分子與UGT結(jié)合，親水性增強(qiáng)，從而排出體外。其有UGTIA和UGT2 2種主要形式[13]。UGT1基因突變使UGT的活性降低或喪失，并可導(dǎo)致高雌激素積累，相反，UGT活性增加可加強(qiáng)底物雌激素降解[13]。但有研究觀察到UGT1A1表達(dá)增加與EMs病變部位局部高雌激素水平的事實(shí)不一致，推測(cè)UGT1A1的增加可能是由于局部高雌激素水平而代償性增加。而EMs局部雌激素水平是一系列合成代謝酶綜合作用的結(jié)果，UGT1A1的作用可能被其他因素所掩蓋?？傊琔TG代謝生物活性類固醇激素的功能可能參與EMs的發(fā)生、發(fā)展，而EMs病變部位的維持需要局部高雌激素環(huán)境。但還需要進(jìn)一步的研究來確定UGT1A1和其他UGT在正常子宮內(nèi)膜組織和EMs病理?xiàng)l件下雌激素水平的調(diào)節(jié)作用，明確UTG1A1在EMs中表達(dá)增加而功能受限的真正原因，可能會(huì)為EMs的治療提供一個(gè)潛在的新靶點(diǎn)[14]。

4 與細(xì)胞色素P450家族（CYPs）有關(guān)的基因

以往研究認(rèn)為大多數(shù)CYPs局限于肝臟，但近年研究發(fā)現(xiàn)CYP1A1和CYP1B1在肝外組織（如子宮內(nèi)膜）廣泛表達(dá)[15]。雌激素依賴性被認(rèn)為是EMs最主要的特征之一，EMs局部雌激素濃度取決于合成和代謝的相對(duì)速度，CYPs是代謝雌激素（如雌二醇和雌酮）的候選酶之一。其中CYP1A1催化子宮內(nèi)膜2-OH羥基化反應(yīng)，從而產(chǎn)生較少的雌激素代謝產(chǎn)物（2-羥基雌二醇）。CYP1B1是起源于4-羥基兒茶酚的羥基雌激素，是雌激素受體激動(dòng)劑，并在氧化為醌類后有潛在的致癌作用。CYP1A1與CYP1B1在雌激素代謝和致癌方面發(fā)揮作用，但雌激素氧化代謝在EMs發(fā)病機(jī)制中的作用尚處于起始研究階段，目前僅發(fā)現(xiàn)CYP1A1在卵巢EMs中高表達(dá)，而CYP1B1未發(fā)現(xiàn)明顯變化[15]。據(jù)報(bào)道，CYP1A1 mRNA和CYP1B1 mRNA在淺表EMs的高表達(dá)并未伴隨蛋白質(zhì)表達(dá)的增加，提示轉(zhuǎn)錄后其他因素調(diào)節(jié)作用的存在，如激素、IL、mRNAs甚至重金屬等[16]。該方面研究?jī)H檢測(cè)了mRNA和蛋白質(zhì)等水平，對(duì)其是因EMs而代償性升高還是疾病的誘因尚不能確定，未來可以開展更多研究驗(yàn)證不同部位EMs雌激素水平不同的具體調(diào)控機(jī)制，以期為不同類型EMs提供個(gè)性化治療。

5 與免疫相關(guān)的基因IL-12B

越來越多證據(jù)表明，清除腹腔子宮內(nèi)膜碎片的免疫功能破壞可能有助于EMs的形成[17]。EMs患者腹腔免疫應(yīng)答受損與輔助性T淋巴細(xì)胞（Th細(xì)胞）分泌的細(xì)胞因子減少、自然殺傷（NK）細(xì)胞的細(xì)胞毒活性降低有關(guān)，二者共同促進(jìn)EMs的形成。IL-12是免疫系統(tǒng)中的關(guān)鍵因子，參與原代T細(xì)胞向Th1細(xì)胞的轉(zhuǎn)化并調(diào)節(jié)抗原呈遞和NK細(xì)胞的活性。IL-12是一種異源二聚體細(xì)胞因子，包括不同基因（IL-12A和IL-12B）分別編碼的p35和p40亞基。位于IL12B啟動(dòng)子和3'非翻譯區(qū)的rs17860508 CTCTAA/GC和rs3212227 A/C與體外基因轉(zhuǎn)錄水平和mRNA穩(wěn)定性改變有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)位于IL-12B啟動(dòng)子區(qū)的rs17860508的多態(tài)性可能影響卵巢EMs的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，而rs3212227的基因多態(tài)性與卵巢EMs無關(guān)[18]。由此推測(cè)IL-12B與卵巢EMs存在相關(guān)性，但是Zhao等[18]研究缺少對(duì)正常女性子宮內(nèi)膜IL-12B mRNA含量的比較，未來需要更嚴(yán)密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)以得出更科學(xué)的結(jié)論。IL-12 p40蛋白在子宮內(nèi)膜組織中的表達(dá)水平及細(xì)胞定位有待進(jìn)一步的免疫化學(xué)分析，從而為以后EMs的治療提供潛在的靶點(diǎn)和方向。

6 與EMs DNA甲基化有關(guān)的基因

DNA甲基化是一種常見的表觀遺傳修飾，主要發(fā)生在胞嘧啶-磷酸-鳥嘌呤（CpG）二核苷酸豐富的區(qū)域，稱為CpG島，其中胞嘧啶核苷酸由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化為5′-甲基胞嘧啶（5mC）。DNA甲基化在許多基本的細(xì)胞活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，包括基因組調(diào)控、細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育和組織特異性基因表達(dá)模式的維持[19]。絕大多數(shù)基因啟動(dòng)子與CpG島有關(guān)，CpG島甲基化可能導(dǎo)致基因表達(dá)的改變，從而可能啟動(dòng)病理過程[20]。DNA甲基化過程的改變也被認(rèn)為是EMs發(fā)生的可能機(jī)制之一。近年Tahiliani等[21]還發(fā)現(xiàn)了一種功能不同的DNA修飾，即羥甲基化。5mC在10-11易位（ten-eleven translation，TET）家族蛋白的氧化作用下生成5-羥甲基胞嘧啶（5hmC），其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最豐富，也存在于子宮內(nèi)膜等其他組織，參與EMs相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控[22-23]，提示其在EMs的發(fā)生、發(fā)展中可能發(fā)揮一定作用。相對(duì)來說，EMs DNA甲基化的研究較少，而DNA羥甲基化的研究更少，而且各個(gè)研究結(jié)果之間差異顯著，且大部分不能被重復(fù)驗(yàn)證[19]。未來需要進(jìn)一步研究明確DNA甲基化和羥甲基化在EMs發(fā)病中的作用，為EMs的診斷和治療提供幫助。

7 GWAS

GWAS已經(jīng)確定了11個(gè)獨(dú)立的SNPs與EMs有關(guān)，分別是位于染色體9p21.3上CDKN2BAS中的rs10965253、染色體2q23.3上的rs1519761、染色體1p36.12上WNT4附近的rs7521902、染色體2p25.1上GREB1中的rs13391619、染色體2p14上的rs4141819、染色體6p22.3上ID4附近的rs7739264、染色體7p15.2上的rs12700667、染色體9p21.3上CDKN2B-AS1附近的rs1537377、染色體12q22上跨膜連接蛋白編碼基因（VEZT）附近的rs10859871、染色體4q12上KDR附近的rs17773813[24]和染色體9p22上TTC39B中的rs519664。Sapkota等[25-26]報(bào)道發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的EMs易感基因，位于染色體2q13上IL-1A中的rs6542095。除此之外，Sapkota等[27]通過GWAS還發(fā)現(xiàn)5個(gè)新的基因組[CCDC170、SyNE1、卵泡刺激素β亞基（FSHB）、FN1和7p12.3]區(qū)域內(nèi)或附近包含的EMs易感位點(diǎn)。

染色體12q22上與EMs相關(guān)的SNPs使來自血液和子宮內(nèi)膜的VEZT的表達(dá)增加。KDR基因編碼血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和分化[28]。染色體2p25.1位點(diǎn)，包含雌激素應(yīng)答調(diào)節(jié)基因GREB1，其首次發(fā)現(xiàn)于乳腺癌細(xì)胞和組織中。有研究證實(shí)了GREB1與繼發(fā)性EMs發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性[27]。雌激素受體A（ERA）對(duì)GREB1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控是通過位于基因上游20 kb的3個(gè)雌激素應(yīng)答元件（ERE）介導(dǎo)的。此外，GREB1作為雌激素受體轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的重要組成部分可能影響EMs病變部位的雌激素水平[29]。

GWAS為EMs的研究提供了一種新的選擇，由GWAS發(fā)現(xiàn)的EMs遺傳變異的比例增加了一倍以上。研究發(fā)現(xiàn)，在類固醇激素信號(hào)和功能中發(fā)揮重要作用的基因與EMs的發(fā)生、發(fā)展具有相關(guān)性[27]。將來還需要更大樣本的研究驗(yàn)證GWAS發(fā)現(xiàn)的EMs易感位點(diǎn)在EMs發(fā)生、發(fā)展中所發(fā)揮的具體作用。

8 結(jié)語

綜上所述，已有研究發(fā)現(xiàn)炎癥相關(guān)基因、癌前病變相關(guān)基因、免疫相關(guān)基因和CYPs家族相關(guān)基因等在EMs的發(fā)生、發(fā)展中扮演一定角色，越來越多證據(jù)表明遺傳因素在EMs的發(fā)病中起重要作用，但是EMs的發(fā)生是環(huán)境和遺傳因素共同作用的結(jié)果，涉及復(fù)雜的生理病理變化，其具體的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。雖然本文從遺傳學(xué)角度對(duì)EMs的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了總結(jié)，但尚不全面，不論是GWAS還是單個(gè)基因的研究都有其局限性，對(duì)其中復(fù)雜的生理病理變化不能完全詳盡，未來需要更大樣本、更多人種的廣泛研究，可以采取國(guó)際間多中心合作的方式并將研究方法與不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，以得出更準(zhǔn)確的結(jié)論，從而為EMs的診斷和治療提供理論依據(jù)。