肝癌的表觀遺傳學(xué)特征及其臨床意義

史海燕

（延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西 延安 716000）

0 引言

肝癌是一種惡性腫瘤疾病，具有發(fā)病率高和死亡率等提點(diǎn)，是一種危害極大的惡性腫瘤疾病。一般來說，肝癌可分為原發(fā)性肝癌和繼發(fā)性肝癌兩大類，前者是指起源于肝臟的上皮或間葉組織的惡性腫瘤，后者則是起源于其他器官的惡性腫瘤，因轉(zhuǎn)移或繼發(fā)至肝臟所致的惡性腫瘤疾病。在臨床上，繼發(fā)性肝癌多由結(jié)腸癌、直腸癌、胃癌、膽道癌、子宮癌、乳腺癌和肺癌等轉(zhuǎn)移所致。目前，肝癌的病因和確切分子機(jī)制尚不明確，但一般認(rèn)為環(huán)境因素和遺傳因素是導(dǎo)致肝癌出現(xiàn)的主要原因。張曉梅等學(xué)者在《MicroRNAs的表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制及其在肝癌中的表達(dá)特征》一文中的研究結(jié)果表明[1]：肝癌發(fā)生過程中只有少數(shù)癌基因或抑癌基因發(fā)生突變，表觀遺傳學(xué)改變能夠使導(dǎo)致肝癌發(fā)生率的主要原因之一。從這一研究結(jié)果中可以看出，肝癌發(fā)生過程中表觀遺傳學(xué)改變的重要作用。表觀遺傳學(xué)改變是研究基因表達(dá)的學(xué)科，其中包含組蛋白修飾、DNA的甲基化和非編碼RNA等。程蘭芳學(xué)者在《miR-483-5p表達(dá)水平與肝癌患者相關(guān)病理學(xué)參數(shù)的關(guān)聯(lián)性分析》一文中的研究也指出[2]：肝癌的發(fā)生同其他類型腫瘤疾病抑制，都是表觀遺傳學(xué)異常和基因改變共同引發(fā)并促進(jìn)演變而成的。這一研究研究進(jìn)一步證明了表觀遺傳學(xué)異常同肝癌產(chǎn)生方面密切的聯(lián)系。目前，在肝癌表觀遺傳學(xué)特征研究方面，DNA甲基化的研究最為深入。為此，本文以肝癌DNA甲基化為切入點(diǎn)，對肝癌的表觀遺傳學(xué)特征及臨床意義進(jìn)行了深入研究，希望通過本文的闡述能夠?yàn)楦伟┑纳钊胙芯刻峁┬┰S幫助，現(xiàn)綜述如下。

1 肝癌

肝癌的病因。我國是世界肝癌大國，據(jù)統(tǒng)計全球每年新發(fā)肝癌患者約有85.4萬左右，而我國每年新發(fā)肝癌人口則在46.6萬左右，可以說我國肝癌患者占全世界總數(shù)的50%左右。通過深入分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因同過量飲酒、肝炎病毒流行和黃曲霉毒素有著直接的關(guān)系。眾所周知，肝炎--肝硬化--肝癌，被稱為肝癌三部曲，由肝炎和肝硬化發(fā)展而來的肝癌是首要病因。而飲酒更是導(dǎo)致肝硬化的重要危險因素，我國作為一個人情社會，酒局是成年人人際交往過程中無法繞開的一個環(huán)節(jié)，也是社會生活中不可避免的過程。并且，近幾年隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民工作壓力也在不斷提升，酒局更是成為交際應(yīng)酬過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)便導(dǎo)致我國肝癌發(fā)生率的急劇提升。并且，肝炎也是導(dǎo)致肝癌發(fā)生的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，我國乙肝病毒攜帶者高達(dá)9000萬人，其中約有2800萬人屬于慢性乙肝。肝炎作為導(dǎo)致肝癌出現(xiàn)的重要危險因素，在我國龐大肝炎患者基數(shù)下，便導(dǎo)致肝癌成為我國常見的惡性腫瘤疾病。肝炎病毒主要通過血液、母嬰和性接觸等途徑進(jìn)行傳播，我國因醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展較晚，人們早期往往缺乏充足的肝炎病毒預(yù)防意識，這便導(dǎo)致肝炎病毒出現(xiàn)了全國流行，導(dǎo)致我國出現(xiàn)肝炎人口基數(shù)十分龐大。而黃曲霉毒素則是由黃曲霉和寄生曲霉等菌株所產(chǎn)生的雙呋喃環(huán)類毒素，其中存在約20種衍生物，不同的衍生物毒素也不近相同，但普遍存在一定的致癌性。臨床研究發(fā)現(xiàn)，動物食用黃曲霉毒素污染的飼料后，肌肉、奶、蛋和內(nèi)臟中便可檢出微量的毒素，人類一旦食用該類牲畜，便會導(dǎo)致毒素的累計，從而增強(qiáng)人類患癌概率。有統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，糧食收黃芪霉毒素污染嚴(yán)重的地區(qū)，肝癌發(fā)生率顯著高于其他地區(qū)。也有學(xué)者表明，約有4.6%～28.2%的患者發(fā)生肝癌的原因同黃芪霉毒素有著直接的關(guān)系。我國南方地區(qū)常以玉米為主糧，玉米常受到黃曲霉毒素感染，這便導(dǎo)致廣東、附件、廣西和江蘇等地區(qū)為我國肝癌高發(fā)區(qū)，上述地區(qū)居民使用糧食中均存在不同程度的黃曲霉毒素污染。近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們逐漸注意食品衛(wèi)生問題，但私家車數(shù)量的增多和飲食習(xí)慣的改變也成為影響肝癌出現(xiàn)的危險因素。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，汽車尾氣及油炸食品中的三四苯丙芘和丙烯酰胺等成為會對肝臟造成嚴(yán)重?fù)p害，增加人體患肝癌的概率[3]。從上述研究結(jié)果中可以看出，外界患者時影響人類是否出現(xiàn)肝癌的主要原因之一。有研究發(fā)現(xiàn)，美國出生并長大的華裔肝癌發(fā)生率要比中國出生長大的黃種人低三倍。這一研究結(jié)果進(jìn)一步證明了環(huán)境因素在誘發(fā)肝癌出現(xiàn)方面的作用。有研究表明，我國肝癌發(fā)生率和死亡率均較高，近幾年隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步其他危重癥疾病患者死亡率已明顯降低，但因我們對肝癌發(fā)病機(jī)制認(rèn)知的不足，肝癌患者生存率并未出現(xiàn)顯著提升。從這一研究結(jié)果中我們能夠發(fā)現(xiàn)，加深對于肝癌發(fā)病機(jī)制的認(rèn)知，明確肝癌表觀遺傳學(xué)特征，對于肝癌患者的治療和生存率的提升均有著重要的意義。

2 肝癌的表觀遺傳學(xué)特征

2.1 肝癌與DNA甲基化。在機(jī)體腫瘤發(fā)生過程中，RB（Retinoblastoma）通路中的INK4a-ARF編碼兩種細(xì)胞周期調(diào)控蛋白p16INK4a和p14ARF最為經(jīng)典。其中，p16INK4a的表達(dá)缺失主要因啟動子區(qū)異常的甲基化所致。一般來說，p16INK4a的啟動子區(qū)CPG到甲基化率為55%～73%，而肝硬化的異常甲基化率則約為29%，慢性肝炎病毒為23%。TMS1/ASG則是另一種凋亡相關(guān)基因，屬于細(xì)胞核NF-KB的負(fù)性調(diào)控元件，主要用于NF-KB表達(dá)的調(diào)控。在肝癌細(xì)胞株中，經(jīng)甲基化酶抑制劑5-AZA和組蛋白去乙?；窽SA誘導(dǎo)后激活TMS1轉(zhuǎn)錄。TFPI2則是一種Kunitz類型的絲氨酸蛋白酶抑制劑，能夠在多種腫瘤細(xì)胞入侵過程中起到抑制作用，在甲基化導(dǎo)致表達(dá)缺失的肝癌細(xì)胞株中，通過甲基化酶抑制劑5aza-cytidine和組蛋白去乙?；敢种苿〦SA聯(lián)合處理能夠恢復(fù)TFPI2mRNA的表達(dá)。在肝癌中，組織金屬蛋白酶的甲基化頻率則為13%～19%，目前尚未在正常肝組織中發(fā)現(xiàn)甲基化。6-甲基鳥嘌呤DNA甲基轉(zhuǎn)移酶則是另一種重要的DNA修復(fù)基因，在肝臟具有高度活性，肝癌中6-甲基鳥嘌呤DNA甲基轉(zhuǎn)移酶啟動子區(qū)域甲基化頻率約為22%-39%，且肝癌和相應(yīng)非癌肝組織中均發(fā)生甲基化，并多發(fā)于肝癌早期[4]。

2.1.1 高甲基化與肝癌：臨床研究發(fā)現(xiàn)，高甲基化與多種腫瘤的形成有著密切的聯(lián)系，基因啟動子區(qū)的CPG島正常狀態(tài)下一般處于非甲基化狀態(tài)，但當(dāng)其發(fā)生甲基化后，便有可能導(dǎo)致記憶轉(zhuǎn)錄沉默，從而造成DNA修復(fù)基因和抑癌基因等重要基因功能的喪失，致使正常細(xì)胞的生長分化調(diào)控能力和DNA損傷修復(fù)能力減弱，提升機(jī)體出現(xiàn)腫瘤的概率。在人體肝臟器官中，氨基甲酰磷酸合成酶屬于特有的線粒體內(nèi)尿素循環(huán)限速酶，該抗體常用于臨床術(shù)后病理研究過程中。有研究將肝癌細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的氨基甲酰磷酸合成酶二核苷酸和第一個內(nèi)含子內(nèi)氨基甲酰磷酸合成酶二核苷酸富含區(qū)域高甲基化后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的氨基甲酰磷酸合成酶1基因出現(xiàn)沉默或表達(dá)水平下調(diào)情況，當(dāng)肝癌細(xì)胞經(jīng)甲基化抑制劑5-氮雜胞苷處理后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)的氨基甲酰磷酸合成酶1基因恢復(fù)正常。這一研究結(jié)果不僅進(jìn)一步證明了高甲基化與肝癌間的密切聯(lián)系，還表明氨基甲酰磷酸合成酶1基因氨基甲酰磷酸合成酶二核苷酸高甲基化將成為肝癌潛在的生化標(biāo)記[5]。

2.1.2 肝癌診斷、預(yù)后與DNA甲基化間的關(guān)系：DNA甲基化常發(fā)生于肝癌早期，當(dāng)腫瘤組織壞死脫落后，分解的DNA會進(jìn)入血液循環(huán)或唾液、痰液等體液中。因此，體液中是否能夠檢出腫瘤相關(guān)基因甲基化狀態(tài)便成為肝癌臨床診斷的重要依據(jù)。

2.2 microRNAs和肝癌。小片段非編碼RNA又被稱為microRNAs，屬于新的調(diào)控分子家族，他們能夠結(jié)合mRNAs的3′端、5′端，端未翻譯區(qū)并加以識別，從而對不同細(xì)胞的增殖、分化和凋亡進(jìn)行調(diào)控，全程參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。有研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs表達(dá)分析有助于對其功能的了解，是表明其與疾病間關(guān)系的有力證據(jù)。另有研究發(fā)現(xiàn)，在肝癌樣本中，miRNAs表達(dá)要高于正常樣本。這一研究結(jié)果表明，肝癌診斷過程中miRNAs可能成為新的診斷工具。

2.3 肝癌與組蛋白修飾。表觀遺傳學(xué)中組蛋白修飾是重要的組成部分，DNA通過其染色質(zhì)結(jié)構(gòu)被包裹在真核細(xì)胞核中，而染色質(zhì)的基本單位是核小體，由146對堿基纏繞著兩個拷貝的組蛋白H2A、H2B、H3和H4所形成的十面體結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。組蛋白的出現(xiàn)不僅使染色質(zhì)的核小體N末端突出區(qū)域易與其他蛋白間發(fā)生相互作用，還提供了固體結(jié)構(gòu)，使多種類氨基酸殘基經(jīng)翻譯后修飾發(fā)生在組蛋白末端，其中包含精氨酸的乙?；⒎核鼗?、甲基化和腺苷二磷酸核糖基化。并且，組蛋白翻譯后修飾具有動力功能和可逆轉(zhuǎn)特性，能夠通過兩套具有拮抗作用的酶復(fù)合體在特定位點(diǎn)介導(dǎo)相應(yīng)化學(xué)基團(tuán)的去除或增加。目前，賴氨酸殘基的乙?；茄芯孔钔笍氐慕M蛋白修飾，改修飾功能有組蛋白乙?；笀?zhí)行，在該過程中，可被組蛋白去乙?；改孓D(zhuǎn)。通過研究其他組蛋白修飾發(fā)現(xiàn)，賴氨酸殘基會發(fā)生單甲基化、雙甲基化和三甲基化，其功能取決于所修飾的位點(diǎn)。最新研究發(fā)現(xiàn)，組蛋白去乙?；敢种苿﹕aha結(jié)合甲基化抑制劑5-aza在肝癌生長過程中存在明顯的抑制作用。

3 討論

近幾年，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，肝癌中表觀遺傳學(xué)的應(yīng)用價值已受到學(xué)者們的廣泛重視。但是，因研究時間尚短，在肝癌甲基化抑制方面的治療不甚成熟，相關(guān)藥物種類、給藥途徑、劑量和使用時間等方面的問題尚未徹底解決，這需要人們加強(qiáng)對于肝癌表觀遺傳學(xué)的研究，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)肝癌早期診斷，改善治療方式和優(yōu)化患者預(yù)后的目的。