劉 贄 席金甌夏劍波

宮頸癌是一種嚴(yán)重危害婦女健康的惡性腫瘤，其發(fā)病率逐年上升，目前在女性惡性腫瘤中高居第二位[1,2]。研究發(fā)現(xiàn)，高危人乳頭瘤病毒(High Risk HPV, HR-HPV)感染是宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變(Cervical Intraepithelial Neoplasia, CIN)和宮頸癌發(fā)生的最重要危險(xiǎn)因素[3]。但是HPV感染誘發(fā)宮頸癌變的分子生物學(xué)機(jī)制目前仍不明確。

表觀遺傳學(xué)是研究細(xì)胞核DNA序列不發(fā)生改變時(shí)，其基因結(jié)構(gòu)的改變引起基因表達(dá)發(fā)生改變，主要方式有DNA甲基化、miRNA表達(dá)調(diào)控、組蛋白共價(jià)修飾等。DNA甲基化是其中最為常見的一種化學(xué)修飾過程，在表觀遺傳基因調(diào)控中起重要作用。近年來，借助全基因組的方法，如新一代基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)讓我們更全面地識(shí)別癌癥中不同的甲基化基因，它們?cè)趯m頸癌的發(fā)生、發(fā)展過程中起到的作用也逐漸被重視[4,5]。

宮頸腺癌約占宮頸癌的15%-20%，較宮頸鱗癌不常見。近年來，宮頸腺癌發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)，但其診治相對(duì)宮頸鱗癌困難，如能選擇在宮頸腺癌中甲基化程度更顯著的基因進(jìn)行定量甲基化測(cè)試，就可以達(dá)到早發(fā)現(xiàn)、早治療的實(shí)用價(jià)值。本文就抑癌基因DNA甲基化與宮頸癌，特別是宮頸腺癌關(guān)系的研究概況進(jìn)行綜述。

1 DNA甲基化

DNA甲基化是一種由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DN-MT)介導(dǎo)的化學(xué)修飾，是將一個(gè)有活性的甲基基團(tuán)共價(jià)結(jié)合到CpG二核苷酸胞嘧啶5’碳位上的過程。在人類基因中，CpG二核苷酸以兩種形式存在：一種是以甲基化形式分散存在，約占70%；另一種以高度聚集狀態(tài)存在，被稱之為CpG島，這類CpG島富含CpG二核苷酸，一般位于外顯子區(qū)和啟動(dòng)因子區(qū)，處于非甲基化狀態(tài)。但在腫瘤細(xì)胞中卻發(fā)生異常甲基化，導(dǎo)致抑癌基因轉(zhuǎn)錄失活和表達(dá)沉默，從而誘導(dǎo)正常細(xì)胞癌變，是腫瘤發(fā)生的重要因素之一。

2 抑癌基因DNA異常甲基化與宮頸癌

研究表明[6]，DNA 異常甲基化在腫瘤的發(fā)生中扮演了重要角色。異常甲基化可以干擾細(xì)胞抑癌基因，使得抑癌基因表達(dá)沉默，從而使細(xì)胞出現(xiàn)惡性增殖，異常的甲基化狀態(tài)是腫瘤的重要特征。

2.1 配對(duì)盒基因1(PAX1)

配對(duì)盒基因在動(dòng)物體內(nèi)廣泛存在，家族中共包括9個(gè)成員(PAX1-PAX9)。PAX家族基因在胚胎發(fā)育和器官形成中起重要作用，并可能在干細(xì)胞和成熟細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)。特異性PAX蛋白能夠維持干細(xì)胞的特性，參與實(shí)體瘤和血液癌的發(fā)生和發(fā)展[7]。

PAX1是PAX基因家族中的重要成員。早年研究發(fā)現(xiàn)[8]，PAX1在胚胎發(fā)育中起重要作用，是發(fā)育過程中重要的轉(zhuǎn)錄因子。同時(shí)，它也是一種重要的抑癌基因。2008年Lai等[9]報(bào)道，在宮頸癌組織中PAX1發(fā)生異常甲基化，其甲基化率達(dá)到94.4%。該研究證明，PAX1基因的甲基化和宮頸癌的早期發(fā)生密切相關(guān)，且它在CIN Ⅲ 及更高級(jí)別的宮頸病變時(shí)其甲基化程度更高(P<0.01)。Huang 等[10]定量檢測(cè)了不同嚴(yán)重程度宮頸腫瘤患者宮頸刮片中的PAX1基因甲基化百分比，發(fā)現(xiàn)在14例浸潤性癌的甲基化百分率達(dá)56.7%，顯著高于正常宮頸組織和其它較輕病變組織(P<0.01)。Chang等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在宮頸腺癌組織中，PAX1甲基化程度顯著高于正常組(OR值：15.7；95% CI：7.0-40.6)。Kan等[12]研究也提示，PAX1作為單獨(dú)指標(biāo)用以檢測(cè)CIN Ⅲ及以上病變時(shí)，其敏感性為86%，特異性為85%。PAX1作為宮頸癌篩查的生物標(biāo)志物具有很大潛力。Xu等[13]定量分析了PAX1和LMX1A基因在宮頸癌中的甲基化情況，與LMX1A相比，甲基化的PAX1具有更強(qiáng)的癌癥檢測(cè)能力。Su等[14]的研究表明，PAX1與SET1B組蛋白H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物c的協(xié)同作用激活了磷酸酶體，它負(fù)責(zé)維持宮頸上皮內(nèi)激酶和磷酸酶之間的開關(guān)穩(wěn)態(tài)，通過DNA甲基化，可能破壞這種平衡，導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。大量研究表明，PAX1甲基化是一種很有前途的宮頸癌生物標(biāo)志物。

2.2 性別決定基因1(SOX1)

SOX是一類超基因家族，由大量具有HMG-box保守基序的基因組成。SOX1是其中的一員，它是一種抑癌基因，與多種腫瘤，如肝癌、肺癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。Lai等[9]發(fā)現(xiàn)，SOX1在宮頸癌組織中的甲基化水平顯著高于正常組織。早期研究表明，SOX1能作為腫瘤抑制物通過干擾Wnt/β-catenin信號(hào)通路在宮頸癌中發(fā)揮重要作用[15]。Chang等[11]的研究提示，在宮頸腺癌組織刮片中，SOX1甲基化水平較正常組織明顯增高(OR值：32.1，95% CI：12.1-124.3)。2010 年Lai等[16]使用定量 PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)SOX1甲基化對(duì)于宮頸癌篩查意義重大。ROC 曲線表明，SOX1檢測(cè)CIN Ⅲ及以上病變的敏感性為88%，特異性為82%，準(zhǔn)確性為95%。Chang等[17]研究了55例非典型腺體細(xì)胞的宮頸病變患者，用SOX1甲基化檢測(cè)診斷CIN Ⅲ 和子宮內(nèi)膜復(fù)雜增生病變的敏感性為100%，特異性為52%。Rogeri等[18]研究發(fā)現(xiàn)，SOX1基因啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化與嚴(yán)重CIN的發(fā)生直接相關(guān)，SOX1的甲基化是CINⅡ及以上的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。這些研究說明甲基化SOX1是檢測(cè)CINⅢ和復(fù)雜增生病變的新生物標(biāo)志物。

2.3 Ras相關(guān)區(qū)域家族1A基因 (RASSF1A)

RASSF1A位于人類染色體3p21.3上，是RAS關(guān)聯(lián)域家族1 (RASSF1)的重要同源形式。它在細(xì)胞周期調(diào)控、微管穩(wěn)定和細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用[19]。RASSF1A是一種腫瘤抑制基因，其啟動(dòng)子甲基化與多種癌癥如胃癌、乳腺癌的發(fā)生相關(guān)[20]。有研究表明，RASSF1A參與Ras信號(hào)通路和微管穩(wěn)定，在包括宮頸癌和前體細(xì)胞病變?cè)趦?nèi)的多種人類腫瘤中高甲基化[21]。Kang等[22]研究提示,RASSF1A的甲基化頻率在鱗癌和腺癌這兩種常見宮頸癌中有較大差異。Wang等[23]研究表明，RASSF1A啟動(dòng)子甲基化在宮頸癌中的發(fā)生率明顯高于CIN病變和非惡性組織。但是還有一些研究報(bào)道了RASSF1A啟動(dòng)子甲基化在宮頸癌中發(fā)生的頻率低于10%[24]。Zheng等[25]對(duì)2001-2017年26篇報(bào)道文獻(xiàn)進(jìn)行了Meta分析，對(duì)RASSF1A基因啟動(dòng)子甲基化進(jìn)行了研究，其結(jié)果表明：RASSF1A啟動(dòng)子甲基化與宮頸癌發(fā)生的年齡、HPV亞型和腫瘤分期無關(guān)，與腫瘤分級(jí)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，高級(jí)別患者明顯高于低級(jí)別患者，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者。RASSF1A 基因啟動(dòng)子甲基化程度可以作為宮頸癌分子診斷、預(yù)后評(píng)估的重要指標(biāo)。

2.4 ZNF582

ZNF582位于染色體19q13.43上，是ZNF家族的成員，包含1個(gè)KRAB-A-B域和9個(gè)鋅指基序[26]。ZNF582在不同疾病亞型中持續(xù)異常甲基化，但其生物學(xué)功能還未完全研究清楚。有學(xué)者[27]用甲基化特異性PCR、定量MSP和亞硫酸氫鹽測(cè)序驗(yàn)證宮頸腫瘤組織的甲基化狀態(tài)與不同嚴(yán)重程度的宮頸損傷之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示：ZNF582在所有檢測(cè)的腫瘤組織中全部出現(xiàn)甲基化，在宮頸刮片中甲基化程度與疾病嚴(yán)重程度顯著相關(guān)(n=300，P<0.01)。證明了ZNF582是宮頸癌分子篩選的潛在生物標(biāo)志物。2014年，Lin等[28]學(xué)者檢測(cè)了230名在宮頸細(xì)胞學(xué)上被診斷為低級(jí)別鱗狀上皮內(nèi)病變(LSILs)的婦女，使用Logistic回歸曲線分析評(píng)估了4個(gè)甲基化基因和HPV預(yù)測(cè)CIN Ⅲ+ 的能力。結(jié)果顯示，在4個(gè)甲基化基因中，ZNF582是檢測(cè)CINⅢ+最佳的生物標(biāo)志物。并且甲基化ZNF582預(yù)測(cè)CINⅢ+的能力明顯優(yōu)于HPV檢測(cè)。Liou等[29]研究發(fā)現(xiàn)，ZNF582 作為檢測(cè)CINⅢ+的標(biāo)記物，和HPV-HR檢測(cè)聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，敏感性和特異性分別為82.43%和81.55%。這就為我們提供了一種監(jiān)測(cè)非典型細(xì)胞病變的有效手段，可以聯(lián)合檢測(cè)ZNF582與HPV-16/18基因分型，作為宮頸癌篩查手段，具有廣闊的實(shí)用價(jià)值。

3 抑癌基因甲基化在宮頸癌診治中的應(yīng)用前景

據(jù)報(bào)道[3]，2018年全球估計(jì)有56萬余例新增病例，311 365人死亡，超過90%的宮頸癌死亡患者發(fā)生在發(fā)展中國家。宮頸癌的病因復(fù)雜，DNA甲基化作為表觀遺傳學(xué)的重要組成部分，對(duì)其研究將加深對(duì)宮頸癌的認(rèn)識(shí)。有研究[18,21,31,32]早已證明，抑癌基因的異常甲基化在宮頸癌發(fā)生的早期階段已經(jīng)出現(xiàn)，所以能作為宮頸病變?cè)缙谠\斷的標(biāo)記物，如死亡相關(guān)蛋白激酶1(DAPK1)、6-甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(MGMT)、性別決定基因9 (SOX9)、hsa-miR-124、PAX1、RASSF1A、SOX1等。多項(xiàng)研究證實(shí)，HPV DNA和抑癌基因DNA甲基化的聯(lián)合檢測(cè)對(duì)CIN及宮頸癌的篩查和診斷的準(zhǔn)確性優(yōu)于單獨(dú)的HPV DNA檢測(cè)。在Lai等[9]的研究里，同時(shí)對(duì)宮頸拭子進(jìn)行HPV和PAX1檢測(cè)比單獨(dú)進(jìn)行 HPV檢測(cè)提高了鱗狀上皮內(nèi)高度病變和鱗狀細(xì)胞癌檢測(cè)的敏感度(從60%提高到 80% )。DNA甲基化檢測(cè)相對(duì)簡單、便宜、可靠，HPV 篩查、細(xì)胞學(xué)監(jiān)測(cè)聯(lián)合抑癌基因DNA甲基化檢測(cè)勢(shì)必可以作為宮頸癌早期篩查的有效方法。

4 小結(jié)與展望

抑癌基因甲基化與宮頸癌之間存在著密切聯(lián)系，宮頸癌甲基化標(biāo)志物檢測(cè)是未來的研究熱點(diǎn)和方向。需要繼續(xù)深入研究這類可以作為非侵襲性標(biāo)志物的抑癌基因，為宮頸癌的早期篩查、診斷以及治療方案的探索提供新方法和思路。