鐘焱,佘金文,夏小艷長沙衛(wèi)生職業(yè)學院,湖南長沙 410100
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腫瘤基因突變檢測的現(xiàn)狀與進展
鐘焱,佘金文,夏小艷
長沙衛(wèi)生職業(yè)學院,湖南長沙410100
[摘要]腫瘤已成為全世界范圍內發(fā)病率和致死率最高的疾病,腫瘤的發(fā)生發(fā)展實質上是機體局部組織的細胞異常增生而形成的異常病變,而這異常病變的過程常常涉及各種基因突變。采用現(xiàn)代分子生物學技術檢測腫瘤細胞基因突變的情況,是當前腫瘤研究和臨床腫瘤治療的重要內容。本文就腫瘤基因突變檢測的現(xiàn)狀、意義、檢測技術及發(fā)展方向做一簡單綜述。
[關鍵詞]腫瘤;基因檢測;基因突變
基因是負載特定遺傳信息的DNA或RNA分子片段?;蛲蛔兪腔蛟谄浞肿咏Y構上發(fā)生的堿基對的組成或排列順序的改變,包括點突變、移碼突變、缺失突變和插入突變四種?;驒z測是一種檢測人體血液、體液或細胞中DNA的技術,可用于疾病的診斷或疾病風險的預測。眾多研究發(fā)現(xiàn):腫瘤發(fā)生的本質上是環(huán)境因素和遺傳因素共同作用的結果,其病理進程中涉及各種基因的突變[1],腫瘤相關的基因通常容易被異常激活或異常失活或丟失而引起細胞的惡性轉化,從而形成腫瘤,危害人體的生命。檢測腫瘤組織中存在的突變類型不僅有助于了解腫瘤發(fā)生的機制,也可作為分子標記用于腫瘤的易感性評估和診斷。
2012年世界癌癥報告調查顯示中國癌癥發(fā)病人數為306.5萬,約占全球發(fā)病的1/5;癌癥死亡人數為220.5萬,約占全球癌癥死亡人數的1/4。癌癥是一種致死率極高、難以預防的疾病,中晚期癌癥治愈率低,而早期癌癥的治愈率可高達65%以上,早發(fā)現(xiàn)早治療早預防是戰(zhàn)勝癌癥的一條重要途徑。目前篩查癌癥的方法主要是檢測血清腫瘤指標物、B超、CT等,這些方法的敏感性和特異性均不高,發(fā)現(xiàn)有異常時往往已是中晚期。癌癥是環(huán)境因素和遺傳物質相互作用的結果,系統(tǒng)尋找和探討腫瘤的發(fā)病機制涉及眾多易感基因的遺傳學變異,對闡明腫瘤早期發(fā)生機制及尋找腫瘤早期預警、早期診斷和早期治療的分子靶標具有重要的現(xiàn)實意義。通過基因檢測技術對人體的腫瘤相關基因進行檢測,分析其基因突變情況,對腫瘤的臨床診斷、治療和防治等具有重要意義。
首先,腫瘤基因檢測可以篩查早期癌癥,發(fā)現(xiàn)家族性易感基因,做到零級預防,做到不發(fā)生或延緩臨床前期癥狀的出現(xiàn)。乳腺癌是女性最常見、最多發(fā)的惡性腫瘤之一,而人類乳腺癌易感基因(BRCA1和BRCA2)是目前已知的乳腺癌高外顯率易感基因,眾多研究發(fā)現(xiàn),女性到70歲時攜帶BRCA1基因致病性突變者發(fā)生乳腺癌的風險高達60%~80%;而攜帶BRCA2基因致病性突變者發(fā)生乳腺癌的風險為40%~60%[2]。如美國巨星安吉麗娜.朱莉通過基因檢測技術發(fā)現(xiàn)自身攜帶“缺陷”乳腺癌易感基因—BRCA1,她毅然選擇切除雙側乳腺手術,使其患乳腺癌的風險幾率從87%下降至5%。
其次,腫瘤基因突變檢測可預測腫瘤靶向藥物的療效,臨床藥物的適應癥和使用劑量是根據臨床試驗中多數人的結果或平均值而設定,醫(yī)生開藥方時并無法知道藥物使用者是否處于藥物的有效范圍之內。隨著腫瘤靶向藥物的研究開發(fā)和臨床應用,基因突變檢測更是藥物應用中伴隨診斷項目。這種新型的用藥模式不僅僅依靠病人病情和醫(yī)生的臨床經驗選擇藥物,還將影響臨床藥物療效的決定性因素—遺傳因素考慮其中,保證藥物的安全有效。據調查統(tǒng)計,憑臨床經驗治療腫瘤的療效不到30%,如表皮生長因子受體 (epidermal growth factor receptor,EGFR)突變對于非小細胞肺癌 (non-small cell lung cancer,NSCLC)小分子酪氨酸激酶抑制劑類藥物(如:吉非替尼)的使用具有重要指導意義,它的治療效果、藥物不良反應與癌細胞的EGFR基因的18、19和21號外顯子是否發(fā)生突變緊密相關,如肺癌患者不檢測EGFR基因突變而盲目給藥治療,患者存活期有可能會低于不治療者[3]。赫賽汀是乳腺癌臨床常用的分子靶向藥物,采用FISH技術檢測乳腺癌患者細胞內的HER-2基因是否發(fā)生基因擴增不僅有有助于不僅有助于乳腺癌分子靶標的診斷,而且有助于監(jiān)測乳腺癌患者的預后[4]。靶向藥物(愛必妥和帕尼單抗)對于未發(fā)生KRAS基因突變的患者有效率可達到60%,而對已發(fā)生KRAS基因突變的患者則完全無效。通過檢測KRAS基因是否發(fā)生突變可科學判斷出大腸癌患者是否適用靶向藥物治療,治療病人個體化治療,從而延長患者生存期,對于未突變的患者,則能減少不必要的治療費用和毒副作用[5]。
再者,腫瘤基因突變檢測有利有助于了解腫瘤的產生、發(fā)展過程,判斷腫瘤的類型和監(jiān)測預后。白血病是一種分子機制極為復雜的疾病,白血病基因分型能夠揭示本病復雜的轉錄水平異常所導致的生物學改變,有助于患者治療方案的選擇,而且白血病緩解期的基因檢測可用來判斷藥效及疾病的預后情況[6]。
腫瘤基因突變檢測技術形式多樣,如傳統(tǒng)的PCR-高通量測序技術和PCR-焦磷酸測序技術,以及新興的ARMS-PCR技術 (amplification refractory mutation system)、HRM技術(high-resolution melting analysis)、PNA-探針法及流式熒光雜交等。前兩種檢測方式都是先將目的基因先進行PCR擴增再進行測序,這種直接測出堿基序列的方法能明確突變類型,但檢測周期長,一般要3~ 4 d,敏感性較低。ARMS-PCR技術是通過一對特殊的印務擴增得到正常序列和突變序列的PCR產物,再根據溶解曲線的不同來區(qū)分檢測位點的突變類型。HRM是根據基因序列的長短、GC含量及堿基互補的不同,采用高分辨率的溶解曲線對樣品進行分析。PNA-探針法及流式熒光雜交是靈敏度和準確度極高的基因檢測方法。KRAS基因參與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展,如:結直腸癌和非小細胞肺癌,KRAS基因突變的檢測對腫瘤病人藥物及治療方法的選擇具有重要臨床指導意義,有學者研究發(fā)現(xiàn):PNA-PCR檢測到41%合并樣本中的KRAS基因改變,而測序只檢測到30%的突變;與KRAS在組織中的突變更為常見,70%的病例血漿中的突變狀態(tài)與組織一致,如果腫瘤患者只有5%的細胞在血漿中表現(xiàn)出突變,而在組織中沒有,稱為腫瘤異質性,傳統(tǒng)的檢測方法檢測血漿樣本的檢出率為17%,而PNA-PCR高達31%[7]。
腫瘤基因突變檢測的樣本一般為腫瘤新鮮組織或者石蠟包埋組織。樣本雜質的影響,將導致DNA提取后腫瘤細胞基因比例的相對減少,保證樣品的純度也對腫瘤基因的檢測或后續(xù)臨床分析至關重要,國內一些大型三甲醫(yī)院及大型臨床檢驗機構開始廣泛應用顯微切割來保證樣品質量,同時病理醫(yī)生有效選取有癌細胞的組織成分,局部取材不能反映腫瘤異質性[8]。與常規(guī)臨床檢測相比,基因檢測技術尚有一定難度,其質量控制、標準化方面還待進一步完善?;虻臋z測不僅能對腫瘤風險進行預測、指導臨床用藥,也可以用于其他疾病的檢測,如孕婦的染色體無創(chuàng)產前檢測、心腦血管疾病監(jiān)測等,但基因檢測費用高、周期長,并且有些疾病的基因檢測相關性并不高,如何快速、有效、低成本的普及所有患者也是亟待解決的重要問題。
癌癥病程發(fā)生發(fā)生的分子機制異常復雜,隨著基因分子水平研究深入研究,越來越多的腫瘤細胞基因結構和相關信號轉導通路被發(fā)現(xiàn),同時基因檢測技術也將不斷被完善和創(chuàng)新。腫瘤基因檢測將更加廣泛地應用于臨床腫瘤的診斷、預防和治療,從而盡早地預測腫瘤發(fā)生風險、提高治療效率、減少藥物的毒副作用,為人類健康帶去福音。
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[中圖分類號]R34
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672-5654(2016)03(c)-0111-02
DOI:10.16659/j.cnki.1672-5654.2016.09.111
收稿日期:(2016-01-08)
[作者簡介]鐘焱(1984-),女,江西萍鄉(xiāng)人,碩士,講師,主要從事腫瘤基因結構與功能。
[通訊作者]夏小艷(1983-),女,湖南邵陽人,碩士,主治醫(yī)師,主要從事健康教育工作,E-mail:274228692@qq.com。
Summary of the Status and Progress of Tumor Gene Mutation Detection
ZHONG Yan,SHE Jin-wen,XIA Xiao-yan
Changsha Health Vocational College,Changsha,Hunan Province,410010 China
[Abstract]Tumor has become the disease with the highest morbidity and mortality in the world.The tumor occurrence and development of tumor actually was the abnormal proliferation of local tissue,and this abnormal process always involves various genetic mutations.The gene mutation detection in tumor cells by modern molecular biology technology has become an important part in tumor research and clinical treatment.And this paper was written to briefly reviewed the current situationsignificancedetection technology and development direction of tumor gene mutation detection.
[Key words]Cancer;Gene detection;Gene mutation