ERCC1 基因表達對胰腺癌鉑類藥物化療效果影響的研究進展

何騰俊，李江，趙棁預，蔡曉蓓

（1.云南省文山壯族苗族自治州人民醫(yī)院 肝膽外科，云南 文山 663000；2.昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 肝膽外科，云南 昆明 650032）

胰腺癌約90%為起源于胰腺外分泌系統(tǒng)的導管腺癌，是全球第四大癌癥死亡原因。目前其主要治療方法包括手術切除和系統(tǒng)性全身化療，但其總體5 年生存率仍低于7.2%[1-2]?；颊叱霈F(xiàn)臨床表現(xiàn)而就診時部分已處于病程中晚期，失去了手術切除的機會[3]。即使行手術切除，患者術后1、2、5年復發(fā)或轉移率分別為56.7%、77.6%、84.1%[4]。因此全身化療在胰腺癌的綜合治療中仍占據(jù)重要的位置。吉西他濱聯(lián)合鉑類（順鉑或奧沙利鉑）的化療方案已在晚期患者的隨機對照試驗中證實能夠顯著提高患者總生存期，且與單獨的吉西他濱化療相比，聯(lián)合方案還能降低化療毒副反應，提高患者對化療的依從性[5-8]。而且，鉑類藥物的添加與無進展生存期的改善正相關[5-7,9]。因此，《NCCN胰腺癌治療指南》直至2018版仍將“FOLFIRINOX”化療方案（氟尿嘧啶+奧沙利鉑+伊立替康+亞葉酸鈣）作為胰腺癌主要一線化療方案，吉西他濱聯(lián)合鉑類藥物的化療方案也同時被列入新輔助化療（交界性可切除患者）和晚期患者的一線化療方案（適用于已知抑癌基因BRCA1/2突變的患者）[10]。鉑類化療藥以DNA為靶作用部位，導致鏈內或鏈間交聯(lián)，從而破壞DNA 分子的結構，導致螺旋的空間變化，破壞腫瘤細胞DNA的復制、轉錄，從而誘導細胞的凋亡。核苷酸切除修復交叉互補基因1（excision repair cross-complementation gene 1，ERCC1）是核苷酸外切修復酶家族中的重要成員之一，是細胞存活必需的DNA修復基因，具有對損傷基因片段的識別和切除修復功能，其表達的高低能反映整個DNA核酸切除修復（nucleotide excision repair，NER）活性的水平[11]。已有研究證實，檢測腫瘤標本中ERCC1的表達可以較好地預測非小細胞肺癌[12]，卵巢癌[13]，睪丸癌[14]，結直腸癌[15]和宮頸癌[16]對鉑類化療藥物的原發(fā)性耐藥。趙海波等[17]分析了60例上皮性卵巢癌術后ERCC1與鉑類藥物化療敏感性的關系，結果顯示，ERCC1低表達組中62.5%的患者對鉑類藥物敏感，ERCC1高表達組中16.7%的患者對鉑類藥物敏感，兩組差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），從而認為ERCC1陽性可預測上皮性卵巢癌對鉑類藥物化療的敏感性。徐向勇等[18]分析了69例晚期非小細胞肺癌RECC1與鉑類藥物化療敏感性的關系，結果顯示，ERCC1 低表達組中鉑類藥物化療客觀緩解率為48.8%，ERCC1高表達組中鉑類藥物化療客觀緩解率為29.1%，兩組差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），從而認為ERCC1陽性可預測晚期非小細胞肺癌對鉑類藥物化療的敏感性。但ERCC1的表達在預測胰腺癌對鉑化療有效性方面的研究甚少，現(xiàn)對胰腺癌 ERCC1的表達影響鉑類化療藥療效的研究進展進行簡要綜述。

1 ERCC1 介導的癌細胞抗鉑機制

NER 機制是一種高度保守，通用且強大的DNA修復途徑，可處理多種DNA損傷，改變DNA分子的螺旋結構并干擾DNA復制和轉錄。該途徑中的重要步驟包括識別DNA損傷和受影響的特定區(qū)域的分界，然后形成復合物以解開受損部分并將其切除。最后，將切除的區(qū)域重新合成并連接以維護DNA 分子[1 9]，這其中涉及包括ERCC1 等多種修復基因的表達。ERCC1 基因于1984 年由Westerveld等[20]首先報道，其發(fā)現(xiàn)是從海拉細胞中分離出被切割成平均片段大小為50～60 kb的堿基對，將其連接到線性化質粒pSV3gptH，并轉染到中華倉鼠卵巢（Chinese hamster ovary，CHO）突變細胞系43-3B，使用Ecogp探針從二級轉化體的粘粒文庫中分離出獨特的1.0-kbp B3-B4基因修復片段，在DNA介導的基因轉移的幫助下，克隆了該基因片段，根據(jù)在第17次人類基因繪圖中提出的命名法，將該基因片段命名為ERCC1。后續(xù)研究證實，該片段位于染色體19q13.2并且有10個外顯子分布在15 kb的基因組中，編碼含有297個氨基酸的蛋白質，表觀分子量約為32.5 kDa[21]。ERCC1的活性表達是與著色性干皮病基因（xeroderma pigmentosum group F，XPF）形成ERCC1-XPF的異二聚體，此二聚體是一種存在于許多哺乳動物細胞內具有獨特構造的核酸內切酶。在ERCC1-XPF 中，ERCC1 的核心區(qū)域具有核酸內切酶催化活性，但缺乏解旋酶樣活性，而XPF同時具備核酸內切酶和解旋酶樣的作用[22]。ERCC1和XPF通過高度保護性區(qū)域HhH2的互相反應、鏈接成ERCC1-XPF異二聚體[23-25]。該二聚體在NER途徑中參與多種方式的DNA損傷修復，如DNA雙鏈斷裂的修復和DNA鏈間交聯(lián)，ERCC1活性的高低可反映整個NER修復活性的水平。當鉑類藥物進入癌細胞時，鉑與DNA配位形成鉑-DNA加合物[26]。這類鉑誘導性DNA加合物可表現(xiàn)為鏈內或鏈間交聯(lián)，從而破壞DNA分子的結構，導致螺旋的空間變化，這些交聯(lián)可破壞細胞DNA的復制，使受損的細胞分裂周期阻滯在G2/M期，同時破壞細胞膜結構，從而達到抗腫瘤效果[27-29]。而ERCC1-XPF分別切除損傷DNA片段的5′和3′端，將鉑-DNA加合物從基因組中解離下來，從而修復其引起的DNA損傷，導致癌細胞對鉑類藥物化療的耐藥[22]。

2 ERCC1 預測胰腺癌鉑類化療效果的相關研究

Strippoli 等[30]收 集 了71 例胰腺癌伴發(fā)轉移后接受“FOLFIRINOX”化療方案治療的患者，使用逆轉錄-聚合酶鏈反應（RT-PCR）檢測各自病理標本中ERCC1-m RNA 的表達量，結果ERCC1 水平正常的患者與ERCC1 高表達患者比較，中位無進展生存期（PFS）分別為11個月和4個月（HR=0.26，95% CI=0.14～0.50，P ＜0.0001），中位總生存期（O S）分別為16個月和8個月（HR=0.23，95% CI=0.12～0.46，P＜0.0001），疾病控制率（DCR）分別為93%和50%（P=0.000 06）。因而認為，ERCC1的表達可能是胰腺癌轉移后能否對FOLFIRINOX化療方案敏感的有效負性預測因子。Mancuso等[31]檢測57例胰腺癌患者標本中ERCC1基因表達水平，使用鉑化療的ERCC1陰性患者OS明顯長于ERCC1陽性患者[11.9（95% CI=8.65～17.69）個月vs.9.9（95% CI=6.13～12.77）個月，P＜0.05]，而在未用鉑化療的患者中，ERCC1表達高與低的患者間未觀察到OS的差異。從而認為，ERCC1的表達量可預測胰腺癌患者采用鉑類化療的有效性。然而，Postlewait等[32]用免疫組化方法（IHC法）檢測22例胰腺癌患者病理標本ERCC1蛋白水平，然后全部患者均接受吉西他濱（1 000 mg/m2）+順鉑（50 mg/m2）方案化療，隨訪結果ERCC1低表達者與高表達者的中位PFS分別為16.7、12.4個月（P=0.68），OS分別為（未達到中位數(shù)vs.21.6個月，P=0.22）。此研究結論為，ERCC1的狀態(tài)與胰腺癌患者接受吉西他濱+順鉑方案化療治療的PFS或OS無關。究其原因，可能由于部分患者在4 號外顯子中ERCC1密碼子118處發(fā)生沉默突變，從“胞嘧啶“突變?yōu)椤靶叵汆奏ぁ?，即從野生型（AAC）向突變型（AAT）轉變，兩者都編碼天冬酰胺，與野生型細胞相比，突變型細胞對P t-N D A 加合物的識別度低。Kamikozuru等[33]使用PCR-RFLP分析67例胰腺癌患者ERCC1密碼子118多態(tài)性，39例患者（58.2%）為AAC密碼子純合子，7例（10.4%）為AAT密碼子純合子，21例（31.3%）為雜合子。在用順鉑治療的患者中，具有AAT純合子和雜合子患者的PFS和OS顯著長于AAC等位基因純合子的患者（PFS：338 d vs.106 d，P=0.006；OS：763 d vs.415 d，P=0.030）。因此，提出ERCC1多態(tài)性可能影響采用鉑類化療的胰腺癌患者預后。

3 ERCC1 的表達調節(jié)及臨床應用

ERCC1啟動子位于ERCC1基因轉錄起始位點上游±170個堿基對的區(qū)域，Yu等[34]研究發(fā)現(xiàn)，Ras基因的表達可激活一系列參與DNA修復的基因，其中包括c-fos和c-jun基因，其表達產物為AP-1，AP-1可通過與其結合位點的調節(jié)元件相互作用來調節(jié)ERCC1基因的表達。Altaha等[35]研究亦證實AP-1與ERCC1表達的調控密切相關。目前調節(jié) ERCC1 基因表達的方法主要有反義基因調節(jié)及RNA干擾（RNAi）。反義基因調節(jié)，即用ERCC1-mRNA的反義RNA或反義寡核苷酸轉染鉑耐藥細胞株，而后ERCC1-mRNA的反義RNA或反義寡核苷酸以分子形式存在并與ERCC1基因轉錄的RNA（包括mRNA）分子形成復合體，此復合物可影響RNA的剪接、加工以及與核糖體的結合，使ERCC1-mRNA不能正常的翻譯和表達，導致ERCC1基因被特異度抑制或產生下向調節(jié)來增加細胞對鉑的化療敏感性。RNAi即將與ERCC1-m R N A 對應的正義鏈、反義鏈組成的雙鏈R N A（dsRNA）導入細胞，從而使ERCC1-mRNA產生特異度的降解，導致ERCC1基因沉默。

目前已有多個相應的藥物研究，如環(huán)胞菌素A和除莠霉素A，發(fā)現(xiàn)其可分別抑制c-fos和c-jun基因的表達，進而阻斷順鉑誘導的ERCC1-mRNA水平的升高，使順鉑增效。乳胞素是一種由鏈霉菌合成的天然產物，亦可通過抑制ERCC1基因的轉錄來影響其表達量[36]。臨床研究方面，Zhong等[37]發(fā)現(xiàn)選擇性血管內皮生長因子抑制劑SU5416通過抑制NER相關蛋白的活性，從而抑制ERCC1及c-jun mRNA的表達從而增強順鉑的細胞毒作用。而抑制NER的化療藥物，如吉西他濱、紫杉醇等，能通過下調ERCC1的表達，抑制靶細胞的DNA修復過程，故而與鉑類藥物有化療協(xié)同增效作用[38]。

4 結論及展望

ERCC1-mRNA 及其蛋白的表達水平與鉑化療效果呈負相關，ERCC1的多態(tài)性可能與癌細胞對鉑類藥物原發(fā)耐藥相關，對其表達的檢測有望作為指導胰腺癌個體化精確化療的依據(jù)。但由于在胰腺癌ERCC1表達與鉑類化療藥療效方面缺乏大樣本的RCT研究，ERCC1對于預測胰腺癌患者鉑類化療療效及化療后生存時間的預測價值仍然有限。單獨1 種基因去評價腫瘤的化療反應，其敏感度及特異度往往比較局限，可聯(lián)合BRCA1、BRCA2 等基因提高準確性[39-40]。而且目前最能反映胰腺癌患者對鉑類敏感的ERCC1基因的多態(tài)性、mRNA轉錄水平以及其蛋白表達量的截斷值尚未有明確一致的定義，因此尋找能更為簡便、精確地評估ERCC1表達水平的方法仍是需要解決問題之一。阻止ERCC1-XPF異源二聚體的形成是否能對抗ERCC1高表達導致的鉑類耐藥，可能是研究對其表達調節(jié)的切入點。拜周蘭等[41]研究宮頸癌中ERCC1甲基化與順鉑化療敏感性關系，多因素分析顯示ERCC1甲基化是影響宮頸鱗癌以順鉑為基礎化療的敏感因素（P=0.002），然而尚未發(fā)現(xiàn)ERCC1甲基化是否影響胰腺癌鉑化療敏感性的相關研究。若在化療方案擬定時對于ERCC1陽性表達患者可去除包含鉑類制劑的化療方案，以避免此類患者存在“陪打”現(xiàn)象，在治療過程中亦可檢測由鉑類化療誘導的ERCC1表達升高患者，聯(lián)合藥物抑制ERCC1的表達或更換化療方案，以上這些均可能有益于為患者制定個體化的精準治療。近些年胰腺癌EGFR、IGF和VEGF等信號轉導通路相關分子靶向藥物及免疫治療的研究飛速發(fā)展，但尚處于早期研究階段，尚難以證實有效性[42-43]，化療仍然是目前治療晚期胰腺癌的主要選擇。而且隨著對胰腺癌的臨床研究和生物學行為的深入了解[44]，如今胰腺癌的治療理念正在向多學科診療模式轉變[45]。在多學科診療模式下，針對可能切除的胰腺癌提出了術前予以新輔助化療為手術切除創(chuàng)造條件的理念[46]。研究ERCC1的表達預測胰腺癌對鉑化療的敏感性或調節(jié)ERCC1的表達來提高胰腺癌患者對鉑類藥物化療的療效，對提高患者生存期仍具有一定研究價值及前景。