聶 辰 李月廷▲ 趙保健 高 磊 閆 瑾 王俊懿
1.北京市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院外科,北京 100039;2.北京德博全基因檢測技術(shù)研究所,北京 100097;3.北京京蒙高科干細胞技術(shù)有限公司,北京 100085
遺傳性非息肉病性結(jié)直腸癌(hereditary nonpolyposis colorectal cancer,HNPCC)是由于錯配修復(fù)基因(mismatch repair gene,MMR)發(fā)生種系突變所導(dǎo)致的一種綜合征。 Henry Lynch 最早描述了遺傳性癌癥綜合征的臨床特征[1],故而HNPCC 又稱為Lynch 綜合征。HNPCC 的特征為結(jié)腸癌和其他腫瘤(如子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌、胃癌、小腸癌、肝膽系統(tǒng)腫瘤、上泌尿道腫瘤、腦部腫瘤和皮膚癌等)發(fā)病風(fēng)險較高。 自1990 年起,HNPCC 國際合作組織及許多國家發(fā)布了多個HNPCC 家族的臨床篩選標(biāo)準(zhǔn)[2-5],我國也于2004 年發(fā)布了中國人遺傳性大腸癌的篩檢標(biāo)準(zhǔn)[6]。 多年來的臨床實踐和研究表明,臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)難以兼顧敏感性和特異性,將漏診錯診大量病例[7]。因此我國在發(fā)布家系篩選標(biāo)準(zhǔn)的同時,還發(fā)布了分子病理的篩檢策略,以彌補臨床篩檢策略的不足,包括MLH1 和MSH2 的免疫組化檢測、MSI 檢測和基因測序等[6]。
目前國內(nèi)外公認(rèn)MMR 基因外顯子測序為診斷HNPCC 的金標(biāo)準(zhǔn),但由于成本高、耗時長、技術(shù)難度高,不利于其推廣應(yīng)用。 有研究報道免疫組化檢測MMR 基因突變的敏感性(77%~97%)及特異性(89%~100%)均較高[8],能夠直接反映出MMR 蛋白表達情況,且在全國各大醫(yī)院均可開展,因此通過免疫組化篩查HNPCC 患者是一種行之有效的方案[9]。 本課題通過對北京地區(qū)94 例結(jié)直腸癌患者的腫瘤組織進行免疫組織化學(xué)染色,觀察MLH1、MSH2、MSH6 及PMS2四個MMR 基因的蛋白表達情況,研究北京地區(qū)住院人群HNPCC 的分子病理特征,評估北京地區(qū)住院人群HNPCC 的發(fā)病情況。
94 例結(jié)直腸癌組織標(biāo)本均采集自2012 年3~9 月于北京市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院及解放軍總醫(yī)院住院接受手術(shù)治療并經(jīng)病理確診為結(jié)直腸癌的患者。
1.2.1 試劑與儀器 MLH1 和MSH2 一抗購自Novocastra 公司,MSH6 和PMS2 一抗購自Epitomics 公司。光學(xué)顯微鏡購自奧林巴斯公司,型號為CX31。
1.2.2 實驗方法 采用免疫組織化學(xué)的方法檢測腫瘤組織內(nèi)MLH1、MSH2、MSH6 及PMS2 蛋白的表達。 操作步驟如下:將腫瘤組織蠟塊連續(xù)切片(厚度約4 μm),放入70℃烤箱烤片1 h。 梯度脫蠟:二甲苯脫蠟3 次各10 min;無水乙醇脫蠟3 次各5 min;95%乙醇脫蠟2 次各2 min;80%乙醇脫蠟2 min。 自來水、蒸餾水沖洗各20 s。 放入3%過氧化氫水溶液10 min。 自來水、蒸餾水沖洗各20 s,放入PBS 緩沖液中。 組織修復(fù)采用高溫高壓法:待高壓鍋內(nèi)修復(fù)液沸騰后,放入切片,蓋緊高壓鍋蓋,待高壓鍋閥門噴氣開始計時,修復(fù)時間為2 min。修復(fù)液為pH 8.0 的EDTA 緩沖液。切片取出后放入PBS 緩沖液中充分洗滌3 次,每次3 min。取出切片,擦干組織周圍液體后滴加一抗,放入4℃冰箱內(nèi)過夜。切片放入PBS 緩沖液中清洗3 次,每次3 min,充分洗滌。 滴加二抗,室溫孵育20 min。 切片放入PBS緩沖液內(nèi)洗滌3 次,每次3 min,充分洗滌。 進行DAB顯色。蘇木精復(fù)染細胞核。分化、返藍。梯度酒精脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。
參照Friedrichs 等[10]的免疫組化評判標(biāo)準(zhǔn),采用半定量積分法,分別觀察染色強度和陽性細胞所占百分?jǐn)?shù)。 在40 倍鏡下連續(xù)觀察10 個視野,先按染色強度計分(染色深淺需與背景著色相對比),0 分為無色,1 分為淺黃色,2 分為棕黃,3 分為棕褐色。 再按陽性細胞占所觀察細胞的百分比打分,0 分為陰性,1 分為陽性細胞≤10%,2 分為陽性細胞>10%~50%,3 分為陽性細胞>50%~80%,4 分為陽性細胞>80%。將染色強度與陽性細胞百分比計分相乘,乘積≥2 分為蛋白表達正常(陽性),乘積等于1 分為蛋白低表達(弱陽性)、乘積等于0 分為蛋白表達缺失或蛋白表達異常(陰性),蛋白低表達和蛋白表達缺失均按陰性表達進行統(tǒng)計。陽性對照為內(nèi)部核染色陽性的良性腸上皮和(或)淋巴細胞。 結(jié)直腸癌組織中至少有一種MMR 蛋白表達為陰性,即發(fā)生突變,則將該患者定義為HNPCC 患者。
所有數(shù)據(jù)均應(yīng)用SAS 8.2 統(tǒng)計軟件分析,計數(shù)資料比較采用χ2檢驗,以P <0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
在94 例結(jié)直腸癌組織中,至少有一種錯配修復(fù)基因表達為陰性的(即HNPCC 患者)共有13 例,占13.83%。 MLH1 蛋白表達為陰性的有3 例,占HNPCC患者的23.08%;MSH2 蛋白表達為陰性的有11 例,占84.62%;MSH6 蛋白表達為陰性的有2 例,占15.38%;PMS2 蛋白表達為陰性的有1 例,占7.69%。 MSH6 蛋白表達陰性的2 例均伴有MSH2 蛋白表達陰性。PMS2 蛋白表達陰性的1 例同時伴有MLH1 和MSH2蛋白表達陰性。 見表1。
表1 13 例MMR 蛋白表達異常的結(jié)果
國際癌癥研究機構(gòu)公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示[11],2008 年全世界有1270 萬人患癌癥,760 萬人死于癌癥。 2009 年,我國結(jié)直腸癌的發(fā)病風(fēng)險在男性中排第4 位,在女性中排第2 位[12]。 結(jié)直腸癌是一種有遺傳傾向的腫瘤,世界每年新發(fā)的結(jié)直腸癌病例中,約15%是家族性的,約10%是遺傳性的[9],HNPCC 是最常見的一種遺傳性結(jié)直腸癌,占每年新發(fā)病例的2%~5%[9]。本研究結(jié)果顯示,在北京地區(qū)住院治療的94 例結(jié)直腸癌患者中,有13 例表現(xiàn)出MMR 蛋白表達缺失, 可診斷為HNPCC,發(fā)病率達13.83%,高于世界每年新發(fā)病例的水平。
HNPCC 主要由于MMR 基因發(fā)生種系突變所致。DNA 的MMR 基因系統(tǒng)能夠識別糾正DNA 復(fù)制過程中出現(xiàn)的堿基對錯配和微小的插入或刪除。 MMR 基因的兩個家族MutS(MSH2、MSH3、MSH6)和MutL(MLH1、MLH3、PMS1 和PMS2)表達的蛋白形成異二聚復(fù)合體,協(xié)同作用介導(dǎo)修復(fù)錯配DNA 的過程[13-14]。在此過程中,MSH2 起識別綁定錯配DNA 的作用。MSH6 和MSH3 分別與MSH2 形成MutSα 和MutSβ復(fù)合體,募集MutLα(由MLH1 和PMS2 構(gòu)成)和MutSβ 復(fù)合體(由MLH1 和PMS1 構(gòu)成),介導(dǎo)錯配基因識別和酶切修復(fù)過程。 因此,MLH1 蛋白和MSH2蛋白是構(gòu)成錯配修復(fù)蛋白異二聚復(fù)合體的必備蛋白。盡管MSH6 蛋白和PMS2 蛋白表達缺失會影響錯配修復(fù)蛋白異二聚復(fù)合體的構(gòu)成,但其他蛋白(如MSH3、MLH3 及PMS1 等)可與MLH1 蛋白或MSH2 蛋白結(jié)合,起到一定的代償作用[7]。
HNPCC 國際合作組織對來自全球500 多個HNPCC 患病家族的300 多個不同的致病基因突變的數(shù)據(jù)進行匯總統(tǒng)計,該基因突變數(shù)據(jù)庫顯示[15]:大多數(shù)的突變影響了MLH1 和MSH2 兩個基因,因為這兩個基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物是參與修復(fù)錯配DNA 必不可少的成分;在所有MMR 基因突變中,MLH1 突變約占50%,MSH2 突變約占40%,MSH6 突變約占10%,而PMS2突變僅約占2%。 本研究的結(jié)果與該數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計信息相比,在北京地區(qū)住院的HNPCC 患者中,MLH1 基因突變比例相對較低,MSH2、MSH6 和PMS2 基因突變比例均相對較高,但僅有MSH2 基因突變所占比例的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.05)。 在發(fā)生MMR 基因突變的13 例中,僅1 例為PMS2 突變,且與MLH1 和MSH2 同時突變,這與Gill 等[16]報道的PMS2 單獨突變率較低的結(jié)論相符。
MSH2 突變與HNPCC 的腸外腫瘤高發(fā)有關(guān)。Vasen 等[17]的研究表明,MSH2 突變基因攜帶者罹患子宮內(nèi)膜癌的風(fēng)險(61%)比MLH1 突變基因攜帶者(42%)高,但差異不明顯;MSH2 突變基因攜帶者患泌尿道腫瘤、胃癌和卵巢癌的相對風(fēng)險明顯增高。 在本研究中,MSH2 突變致病的比例高達84.62%,提示北京地區(qū)HNPCC 患者罹患腸外腫瘤的風(fēng)險較高。
本研究以免疫組化方法檢測MLH1、MSH2、MSH6 和PMS2 四種MMR 蛋白的表達情況,發(fā)現(xiàn)北京地區(qū)住院的結(jié)直腸癌患者中,HNPCC 發(fā)病率高于世界每年新發(fā)病例的水平,且MSH2 基因突變致病尤為突出。 因此,在臨床上對HNPCC 應(yīng)高度重視,有效地篩查出HNPCC 患者[18-20]。
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