萬(wàn)秀方，張亞莉

(貴州醫(yī)科大學(xué) 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)院 血液學(xué)教研室，貴州 貴陽(yáng) 550004)

機(jī)體細(xì)胞內(nèi)DNA 會(huì)受到多種因素的影響，導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)或編碼特性的改變，如電離輻射、化學(xué)物質(zhì)、異常代謝產(chǎn)物等都會(huì)導(dǎo)致DNA 損傷，這種損傷若不能及時(shí)得到修復(fù)，就會(huì)影響機(jī)體正?；顒?dòng)，進(jìn)而誘發(fā)一系列遺傳疾病的產(chǎn)生。正常機(jī)體具有完善的DNA 損傷修復(fù)機(jī)制，修復(fù)由各種原因?qū)е碌腄NA 損傷，其主要機(jī)制有兩種:一種是損傷恢復(fù)(reversal of damage)，即損傷直接被移除，使堿基恢復(fù)為原來狀態(tài);另一種是切除修復(fù)(excision repair)，是指切除損傷DNA 后，再合成一段新的DNA 來替代損傷DNA，切除修復(fù)包括核苷酸切除修復(fù)(nucleotide excision repair，NER)、堿基切除修復(fù)(base excision repair，BER)、同源重組修復(fù)(homo logous recombination，HR)和錯(cuò)配修復(fù)(mismatch repair，MMR)等多條途徑，它們共同構(gòu)成維持遺傳信息穩(wěn)定的保護(hù)機(jī)制，以保證遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性［1］。

DNA 修復(fù)基因表達(dá)缺陷在多種疾病，特別是腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，而表觀遺傳是導(dǎo)致基因表達(dá)缺陷的機(jī)制之一。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中，表觀遺傳起著重要的作用，DNA 甲基化是哺乳動(dòng)物基因組最常見DNA 修飾方式，是表觀遺傳的主要形式之一，是指由S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供甲基供體，DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行催化，在DNA胞嘧啶的第五位碳原子上加上一個(gè)甲基基團(tuán)(CH3)，最終形成5-甲基胞嘧啶的過程。多種基因的異常甲基化修飾會(huì)導(dǎo)致其表達(dá)異常，進(jìn)而參與腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移、耐藥等生物學(xué)行為［2］。DNA 修復(fù)基因啟動(dòng)子區(qū)發(fā)生異常甲基化會(huì)使該基因mRNA 轉(zhuǎn)錄表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而使翻譯的修復(fù)蛋白減少，最終參與腫瘤的發(fā)生［3］。本文對(duì)近期DNA修復(fù)基因異常甲基化與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 DNA 損傷恢復(fù)基因甲基化

DNA 損傷導(dǎo)致的腫瘤中，烷化劑所致的DNA損傷是一個(gè)重要的因素。O6-甲基鳥嘌呤(O6-mG)是環(huán)境烷化劑(如亞硝胺)等引起的常見DNA 損傷，機(jī)體主要依靠O6-甲基鳥嘌呤-DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNAmethyltrans-ferase，MGMT)來修復(fù)這種損傷。Li 等［4］分析了有關(guān)MGMT 與結(jié)腸直腸癌的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)結(jié)腸直腸癌組織中MGMT 甲基化發(fā)生率明顯高于正常組織，但MGMT 基因甲基化與結(jié)腸直腸癌預(yù)后無(wú)關(guān)。Mokarram P1 等［5］對(duì)52 例炎癥性腸病患者組織及30 例正常人組織進(jìn)行MGMT 基因甲基化檢測(cè)，結(jié)果顯示炎癥性腸病組織MGMT 基因甲基化率明顯高于正常組織，推測(cè)MGMT 基因甲基化可作為炎癥性腸病的早期檢測(cè)指標(biāo)。Asiaf A 等［6］對(duì)128 名乳腺癌患者的癌組織及正常的癌旁組織進(jìn)行甲基化檢測(cè)得出，在乳腺癌組織中存在MGMT 基因高甲基化，同時(shí)存在MGMT 基因表達(dá)沉默，并且MGMT 表達(dá)的缺失與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分級(jí)、雌激素受體缺失和孕激素受體缺失有關(guān)。

2 堿基切除修復(fù)基因甲基化

內(nèi)源性氧化水解作用導(dǎo)致的DNA 堿基損傷多由堿基切除修復(fù)途徑進(jìn)行切除或替換，此種修復(fù)途徑是細(xì)胞對(duì)DNA 中單個(gè)堿基損傷的主要修復(fù)方式。X 射線交叉互補(bǔ)修復(fù)基因1(X-ray repair cross-complementing gene 1，XRCC1)是堿基切除修復(fù)途徑中的主要基因。Wang 等［7］對(duì)胃癌組織及癌旁正常組織中XRCC1 基因進(jìn)行甲基化水平檢測(cè)，結(jié)果顯示XRCC1 基因啟動(dòng)子甲基化率在胃癌組織中明顯高于癌旁正常組織，且與胃癌組織中XRCC1 在mRNA 及蛋白水平的表達(dá)缺失相一致，說明XRCC1 是一個(gè)甲基化敏感的腫瘤相關(guān)基因。另外，Niu Y 等［8］的研究得出DNA 損傷修復(fù)基因XRCC1 啟動(dòng)子甲基化與肝癌的易感性有重要關(guān)聯(lián)的結(jié)論。方壯偉等［9］在探討原發(fā)性肝癌組織和正常肝臟組織的DNA 損傷修復(fù)基因XRCC1 啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)肝癌組的XRCC1 啟動(dòng)子甲基化率遠(yuǎn)高于對(duì)照組，肝癌組發(fā)生XRCC1 啟動(dòng)子甲基化的危險(xiǎn)程度是對(duì)照組的13 倍，XRCC1 啟動(dòng)子甲基化的個(gè)體發(fā)生肝癌的危險(xiǎn)程度是非甲基化的10.36 倍，XRCC1 啟動(dòng)子甲基化可致肝癌患者無(wú)進(jìn)展期生存率和總體生存率降低，所以DNA 損傷修復(fù)基因XRCC1 啟動(dòng)子甲基化在肝癌發(fā)生和發(fā)展的過程中起著重要作用，并對(duì)肝癌患者較差的預(yù)后具有提示作用。

3 核苷酸切除修復(fù)基因甲基化

很多環(huán)境污染物，如苯、砷等可導(dǎo)致基因組DNA 產(chǎn)生較大損傷，這種損傷多由核苷酸切除修復(fù)途徑進(jìn)行修復(fù)。受損DNA 的識(shí)別、解旋、切除是NER 修復(fù)過程中的三個(gè)限速步驟，控制核苷酸切除修復(fù)進(jìn)程。切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1(excision repaircross-complementing gene 1，ERCC1)參與了NER 途徑中DNA 解旋和損傷單鏈的切除，是NER途徑中關(guān)鍵分子之一。Wang L 和Ota S 等［10－11］的研究結(jié)果顯示，ERCC1 基因異常甲基化引起的表達(dá)缺失，預(yù)示著發(fā)生小細(xì)胞肺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加(OR=3.9，P ＜0.05)，并且與肺癌患者的預(yù)后相關(guān)。朱瑞杰等［12］檢測(cè)胃癌組織、相應(yīng)癌旁組織及正常胃組織中ERCC1 基因甲基化狀態(tài)，得出胃癌組織中ERCC1 基因總甲基化率為76.7%，相應(yīng)的癌旁組織中該基因的甲基化率為13.3%，而10 例正常胃組織中該基因未發(fā)生甲基化，推測(cè)胃癌組織中存在高比例的ERCC1 基因甲基化，但該基因在胃癌中高甲基化是否具有一定的臨床意義還需要進(jìn)一步的研究。

著色性干皮病D 基因(xeroderma pigmentosum group D，XPD)是編碼進(jìn)化保守的解旋酶TFIIH 的亞單位，TFIIH 是轉(zhuǎn)錄和NER 修復(fù)過程中必不可少的，XPD 毗鄰ERCC1，位于19 號(hào)染色體。肖蕓等［13］研究XPD 啟動(dòng)子區(qū)高甲基化狀態(tài)與燃煤污染型砷中毒發(fā)生、發(fā)展乃至癌變的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，燃煤砷污染可致人體XPD 基因啟動(dòng)子區(qū)高甲基化，其參與了砷中毒的發(fā)生發(fā)展。但Paul S 等［14］對(duì)砷暴露人群的指甲、頭發(fā)和血液等標(biāo)本進(jìn)行XPD 基因啟動(dòng)子甲基化的研究結(jié)果顯示，XPD 呈低甲基化狀態(tài)，并進(jìn)一步通過相關(guān)研究得出XPD 低甲基化抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶活化激酶CAK 復(fù)合物的正常功能，進(jìn)而影響DNA 修復(fù)。目前，對(duì)XPD 基因在不同疾病中甲基化的狀態(tài)研究較少，結(jié)果也各不相同，仍需更多的研究發(fā)現(xiàn)證實(shí)該基因甲基化與相關(guān)疾病的關(guān)系。

4 錯(cuò)配修復(fù)基因甲基化

在DNA 復(fù)制和重組過程中，非同源染色體偶爾會(huì)出現(xiàn)DNA 堿基錯(cuò)配，這種錯(cuò)配多由錯(cuò)配修復(fù)途徑進(jìn)行修復(fù)。MutL 同源基因1(MutL homolog1，MLH1)是MMR 啟動(dòng)過程中重要基因之一，在自發(fā)突變率顯著升高細(xì)胞中，MLH1 基因表達(dá)缺陷［15］。Ramirez 等［16］對(duì)臨床口腔鱗狀細(xì)胞癌患者及正常人進(jìn)行MLH1 基因甲基化檢測(cè)，得出口腔鱗狀細(xì)胞癌病例組MLH1 基因甲基化比例達(dá)76%，而在對(duì)照組中卻未檢出MLH1 甲基化修飾;并檢測(cè)出口腔鱗狀細(xì)胞癌早期組甲基化比例增加顯著，故推測(cè)該基因甲基化修飾可能是腫瘤發(fā)生過程中一個(gè)早期事件。另有研究表明隨著年齡的增加，MLH1 基因甲基化在胃、大腸黏膜上皮細(xì)胞中不斷積累升高，增加了胃癌及大腸癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，說明改基因甲基化可能還與衰老密切相關(guān)，而具體的調(diào)控機(jī)制尚待進(jìn)一步研究［17］。王彩霞等［18］研究結(jié)果顯示，急性白血病患者h(yuǎn)MLH1 甲基化陽(yáng)性率為55.4%，明顯高于健康志愿者組的6.7%。另外，曾錦榮等［19］MLH1 基因啟動(dòng)子甲基化和結(jié)腸癌關(guān)系的Meta 分析得出，MLH1 基因甲基化和結(jié)腸癌的發(fā)生可能有密切關(guān)系，在結(jié)腸癌的診斷中有一定的價(jià)值。

5 同源重組修復(fù)基因甲基化

同源重組修復(fù)是利用細(xì)胞內(nèi)的同源染色體對(duì)應(yīng)的DNA 序列作為修復(fù)的模板進(jìn)行DNA 修復(fù)的過程。乳腺癌易感基因1(breast cancer 1，BRCA1)是在遺傳性乳腺癌中發(fā)現(xiàn)的抑癌基因，是該修復(fù)過程中的一個(gè)主要基因。Qiuyunli 等［20］對(duì)49 例乳腺癌組織及非乳腺癌組織進(jìn)行BRCA1 啟動(dòng)子甲基化檢測(cè)得出乳腺癌組織BRCA1 基因甲基化水平明顯高于非乳腺癌組織。Otani Y 等［21］研究得出正常乳腺上皮細(xì)胞BRCA1 基因發(fā)生甲基化可能是乳腺癌預(yù)兆。另外，Zhu X 等［22］研究證實(shí)BRCA1 啟動(dòng)子甲基化改變可作為三陰乳腺癌和基底細(xì)胞型乳腺癌非常有前途的生物標(biāo)記物。符德元等［23］在106 例配對(duì)的乳腺癌組織研究中，GSTP1、BRCA1和MGMT 基因啟動(dòng)子區(qū)在甲基化發(fā)生率分別為29.2%、24.5%和18.9%，均明顯高于對(duì)應(yīng)的癌旁組織。BRCA1、GSTP1 和MGMT 基因甲基化狀況與乳腺癌的臨床病理特征具有顯著相關(guān)性，同時(shí)存在多個(gè)基因甲基化預(yù)示著乳腺癌具有侵襲性表型，聯(lián)合檢測(cè)三者的甲基化狀況可能對(duì)乳腺癌預(yù)后預(yù)測(cè)具有重要價(jià)值。

6 總結(jié)

多種DNA 修復(fù)基因甲基化都與腫瘤有著密切的關(guān)聯(lián)，對(duì)于具有腫瘤特異性的甲基化修飾，可作為腫瘤的生物學(xué)標(biāo)志物。多種DNA 修復(fù)基因甲基化狀態(tài)共同檢測(cè)形成甲基化譜，作為臨床疾病的鑒別診斷及輔助診斷具有重要意義。隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的提升，甲基化的檢測(cè)方法也越來越向著高靈敏度、高特異性以及高通量發(fā)展，將具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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