徐龍玉，陳孝麗，張文靜,2#

1昆明理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，昆明 650500

2云南省第一人民醫(yī)院/昆明理工大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，昆明 6500320

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是常見的消化道惡性腫瘤之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)CRC 的發(fā)病率和病死率日益增長(zhǎng)，且均居全部惡性腫瘤的第4 位[1]?；熉?lián)合抗表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）或血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的抗血管生成治療是目前中晚期CRC 患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方案，同時(shí)也開啟了CRC 靶向精準(zhǔn)治療時(shí)代，但仍有部分患者會(huì)出現(xiàn)原發(fā)性耐藥或復(fù)發(fā)進(jìn)展。因此，細(xì)分CRC 人群和尋找更精準(zhǔn)的治療策略是目前臨床研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文對(duì)乳腺癌易感基因1（breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1）在CRC中的作用及相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為臨床診療提供指導(dǎo)。

1 BRCA1 的分子結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)功能

BRCA1是Miki 等[2]通過遺傳連鎖分析發(fā)現(xiàn)的與遺傳性乳腺癌有直接關(guān)系的抑癌基因，在DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞周期、基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞凋亡等過程中發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。BRCA1基因定位于17 號(hào)染色體，基因組DNA 長(zhǎng)約100 kb，在DNA 損傷修復(fù)過程中發(fā)揮重要作用，是識(shí)別和修復(fù)DNA損傷的關(guān)鍵，其編碼的蛋白主要包括3 個(gè)結(jié)構(gòu)域：N 端RING 結(jié)構(gòu)域、C 端BRCT 結(jié)構(gòu)域及中部核內(nèi)信號(hào)定位區(qū)。N 端RING 結(jié)構(gòu)域與BRCA1 相關(guān)的RING 結(jié)構(gòu)域蛋白1（BRCA1-associated RING domain 1，BARD1）構(gòu)成BRCA1-BARD1 復(fù)合物異源二聚體，具有E3 泛素連接酶功能，在同源重組（homologous recombination，HR）修復(fù)DNA 雙鏈斷裂（double-strand break，DSB）過程中促進(jìn)DNA 末端的切除[3]。C 端兩個(gè)串聯(lián)重復(fù)的BRCT 結(jié)構(gòu)域具有轉(zhuǎn)錄激活功能，通過與乳腺癌易感基因1 相互作用蛋白1（BRCA1 interacting protein 1，BRIP1）和羧基末端連接蛋白反應(yīng)蛋白（CTBP-interacting protein，CtIP）等結(jié)合參與DNA 的損傷修復(fù)[4]。許多與遺傳性腫瘤相關(guān)的BRCA1突變都發(fā)生在上述兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，其對(duì)腫瘤的發(fā)生具有重要的抑制作用。另外BRCA1 蛋白還能通過促進(jìn)BRCA2 伴侶及定位蛋白（partner and localizer of BRCA2，PALB2）與BRCA2 相互作用，促進(jìn)重組酶DNA 修復(fù)相關(guān)蛋白R(shí)AD51 在DNA 損傷位點(diǎn)的募集[5]。當(dāng)DNA 出現(xiàn)雙鏈損傷時(shí)，MRE11-RAD50-NBS1（MRN）復(fù)合物通過識(shí)別DSB 位點(diǎn)募集至DNA 末端，進(jìn)一步活化共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變蛋白（ataxia telangiectasia mutated，ATM）。激活的ATM 激酶能夠使參與DNA 損傷修復(fù)的蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化，進(jìn)而級(jí)聯(lián)放大損傷信號(hào)[6-7]。當(dāng)BRCA1 的多個(gè)位點(diǎn)被ATM磷酸化激活后，隨之被招募至DBS 位點(diǎn)與MRN 復(fù)合物和CtIP 相互作用，促進(jìn)DNA 的末端切除[6]。BRCA1 蛋白作為HR 修復(fù)的關(guān)鍵蛋白，不但能夠拮抗腫瘤蛋白p53 結(jié)合蛋白1（tumor protein p53 binding protein 1，53BP1）對(duì)末端切割的抑制活性，而且能通過募集PALB2 和BRCA2 將重組酶RAD51 裝載到單鏈DNA（single-stranded DNA，ssDNA），啟動(dòng)HR 修復(fù)，其可充當(dāng)中介體將參與DNA 損傷修復(fù)的蛋白聚集到損傷位點(diǎn)，與BRCA1 相關(guān)基因組監(jiān)視復(fù)合物（BRCA1-associated genome surveillance complex，BASC）的超級(jí)復(fù)合物以及DNA 修復(fù)機(jī)制的成分相互作用[8-9]，通過HR 途徑參與調(diào)控DSB 修復(fù)，維持基因組穩(wěn)定性[10]。

2 BRCA1 與CRC 的關(guān)系

2.1 BRCA1 基因突變與CRC

BRCA1是控制細(xì)胞異常增殖和阻斷腫瘤發(fā)展的腫瘤抑制基因。BRCA1突變的方式包括錯(cuò)義突變、無義突變、缺失突變、插入突變等，這些突變最終導(dǎo)致BRCA1編碼的蛋白合成提前終止從而形成截短蛋白，使細(xì)胞因BRCA1 功能缺失最終走向死亡或?qū)е履[瘤形成。目前已知，BRCA1突變與乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌和前列腺癌的發(fā)生有關(guān)[11]，但BRCA1突變與CRC 的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是否相關(guān)尚有爭(zhēng)議。CRC 的發(fā)生主要起源于遺傳事件的積累，CRC 家族史是最重要的危險(xiǎn)因素之一。一級(jí)親屬患有CRC 的高危人群的CRC 發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加2～4倍。在散發(fā)性CRC 中，約50%的患者可以檢測(cè)到BRCA1位點(diǎn)的等位基因丟失[12]。有文獻(xiàn)指出，BRCA1突變會(huì)增加罹患CRC 的風(fēng)險(xiǎn)，且可能與早發(fā)性CRC 及組織學(xué)類型相關(guān)[13-17]。一項(xiàng)針對(duì)7015例BRCA1或BRCA2突變女性的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，在50 歲以下的BRCA1突變攜帶者中，CRC 的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加了5 倍[18]?；谶@一證據(jù)，Sopik 等[17]提出攜帶BRCA1突變的女性應(yīng)該被告知其患早發(fā)性CRC 的風(fēng)險(xiǎn)較大，并且建議40～50 歲需每3～5 年進(jìn)行結(jié)直腸鏡檢查，但后續(xù)Evans 等[19]指出，上述大型前瞻性研究沒有闡明后續(xù)未回復(fù)問卷的突變攜帶者的數(shù)量，可能會(huì)使總體結(jié)果有偏差。另外在攜帶BRCA1突變的8 例50 歲以下女性CRC 患者中，僅4 例患者經(jīng)組織病理學(xué)診斷為CRC，其他4例無病理學(xué)診斷結(jié)果，并且其中2 例是肛門鱗狀細(xì)胞癌，排除肛門癌可能會(huì)使50 歲以下女性BRCA1突變攜帶者的CRC 總發(fā)病率下降至與普通人群相當(dāng)?shù)乃絒20-21]。盡管上述研究存在一定的爭(zhēng)議，但也有研究指出，乳腺癌和卵巢癌BRCA1突變攜帶者罹患CRC 的風(fēng)險(xiǎn)的確是增加的[17,22]。因此，BRCA1 與CRC 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性目前并未有確切的定論。

目前，美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）和中國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)（Chinese Society of Clinical Oncology，CSCO）指南并未將BRCA1突變列為CRC 患者的常規(guī)檢測(cè)范疇，但根據(jù)Soyano 等[23]的分析數(shù)據(jù)，BRCA1的檢測(cè)在一定程度上能夠帶來臨床指導(dǎo)和預(yù)后價(jià)值，尤其是對(duì)年輕CRC 患者以及有BRCA1基因突變家族史的患者。

2.2 BRCA1 在CRC 組織中的表達(dá)及意義

DNA 損傷是惡性腫瘤發(fā)生的重要原因之一，DSB 是DNA 最嚴(yán)重的損傷形式，也是惡性腫瘤分子水平的危險(xiǎn)因素，如果不能得到及時(shí)且準(zhǔn)確的修復(fù)，可能會(huì)破壞基因組的穩(wěn)定性或?qū)е录?xì)胞凋亡甚至癌變。BRCA1 蛋白作為DNA 損傷修復(fù)途徑中的重要分子，不僅在檢測(cè)DNA 損傷的傳感器和執(zhí)行正確DSB 修復(fù)的效應(yīng)分子之間起連接作用，而且在多個(gè)DNA 修復(fù)通路（如HR、非同源末端連接等）和檢查點(diǎn)調(diào)控中也發(fā)揮著重要作用，從而維持基因組的穩(wěn)定性[24]。因此，BRCA1 表達(dá)產(chǎn)物的丟失可能會(huì)造成DNA 修復(fù)通路異常，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展。早些年間，研究人員就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)BRCA1 的表達(dá)水平在無BRCA1突變的散發(fā)性卵巢癌和散發(fā)性乳腺癌中明顯下降[25-26]。盡管BRCA1基因在CRC 中突變率很低，但BRCA1 的表達(dá)產(chǎn)物在CRC 組織中有丟失，且其表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM 分期有關(guān)，提示BRCA1 參與人類CRC 的發(fā)生發(fā)展[27-33]。Grabsch 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，在散發(fā)性CRC 中DNA 損傷反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子ATM以及DSB 修復(fù)的HR 途徑相關(guān)蛋白BRCA1 的表達(dá)均明顯降低。Yuanming 等[28]通過實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移CRC 患者中BRCA1mRNA 表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移CRC 患者相比，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移CRC患者中BRCA1mRNA 表達(dá)水平明顯下調(diào)，提示BRCA1 可能參與了CRC 的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。不僅如此，近年來的研究還發(fā)現(xiàn)，BRCA1 表達(dá)水平低的患者預(yù)后往往更差，而BRCA1 表達(dá)水平高的患者預(yù)后更好，且BRCA1 高表達(dá)可能常見于年輕CRC 患者[32]。目前BRCA1 低表達(dá)與CRC 患者不良預(yù)后相關(guān)的分子機(jī)制尚不清楚。有研究發(fā)現(xiàn)，BRCA1 缺失可以促進(jìn)Harvey 鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Harvey rat sarcoma viral oncogene homolog，HRAS）驅(qū)動(dòng)的乳腺癌在體外和體內(nèi)侵襲[34]，但目前尚不明確BRCA1 在CRC 中是否存在類似的機(jī)制。BRCA1低表達(dá)和Kirsten 鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog，KRAS）/神經(jīng)母細(xì)胞瘤RAS 病毒癌基因同源物（neuroblastoma RAS viral oncogene homolog，NRAS）突變的CRC可能更具有侵襲性和血管生成能力，這可能是BRCA1 低表達(dá)CRC 患者預(yù)后更差的另一個(gè)原因。因此，BRCA1 表達(dá)水平或許能夠成為CRC 患者的診斷和預(yù)后標(biāo)志物，為以后的研究提供方向。

3 BRCA1 與CRC 的治療

化療藥物敏感性差和獲得性耐藥是腫瘤化療失敗的重要原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)BRCA1mRNA 表達(dá)水平可以增加乳腺癌細(xì)胞株對(duì)順鉑的耐藥性，而下調(diào)BRCA1mRNA 表達(dá)水平可以增加乳腺癌細(xì)胞株對(duì)順鉑的敏感性[35-36]。另外，在非小細(xì)胞肺癌[37]、卵巢癌[38]中，BRCA1 低表達(dá)的患者可從鉑類為基礎(chǔ)的化療中獲益，且有著更長(zhǎng)的生存期。盡管CRC 中BRCA1 表達(dá)與化療療效及預(yù)后關(guān)系的研究甚少，但對(duì)于接受鉑類方案輔助化療的CRC 患者，似乎BRCA1 低表達(dá)的患者從鉑類化療中獲益更多。Hu等[39]研究發(fā)現(xiàn)，核不均一核糖核蛋白L（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein L，HNRNPL）對(duì)招募53BP1 和BRCA1 至奧沙利鉑所致的DNA 斷裂點(diǎn)具有重要作用，敲除HNRNPL后，CRC 細(xì)胞的DNA 斷裂水平增強(qiáng)且對(duì)奧沙利鉑的敏感性增加，意味著BRCA1 是DSB 途徑中的關(guān)鍵蛋白，且與奧沙利鉑耐藥相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)為奧沙利鉑耐藥CRC 患者的個(gè)體性化療提供了重要的指導(dǎo)意義，BRCA1 表達(dá)水平或許可以作為CRC 患者化療敏感性的生物標(biāo)志物[40]。

過去十年，DNA 損傷修復(fù)基因突變的作用越來越重要[41]，DNA 損傷反應(yīng)通路作為腫瘤治療新靶點(diǎn)使CRC 的治療有了新的進(jìn)展。BRCA1突變的腫瘤細(xì)胞對(duì)DNA 鏈間交聯(lián)劑如鉑類藥物以及多腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑[poly（ADP-ribose）polymerase inhibitor，PARPi]的敏感性極高[9]。DNA鏈間交聯(lián)主要發(fā)生在S 期，可導(dǎo)致隨后的復(fù)制叉停滯。由于HR 在鏈間交聯(lián)修復(fù)中具有重要作用，HR 缺陷的BRCA1突變腫瘤細(xì)胞對(duì)鏈間交聯(lián)劑極度敏感。也就是說，這些具有BRCA1 缺陷以及DNA 損傷修復(fù)缺陷的腫瘤可能受益于鉑類化合物和PARPi[42-44]。PARPi 單藥的療效已經(jīng)在攜帶BRCA1/2突變或同源重組修復(fù)缺陷（homologous recombination deficiency，HRD）的卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌和前列腺癌中得到肯定[45]，目前在結(jié)腸癌中也已經(jīng)有臨床試驗(yàn)陸續(xù)開展[46-50]。Veliparib 是第一個(gè)被研究的PARPi，與伊立替康或奧沙利鉑聯(lián)合用于轉(zhuǎn)移性CRC 患者，顯示出與標(biāo)準(zhǔn)化療方案的協(xié)同抗腫瘤活性，提示Veliparib 有可能成為轉(zhuǎn)移性CRC 患者聯(lián)合治療策略的重要組成部分[51]。盡管如此，PARPi和鉑類藥物同樣難以避免發(fā)生耐藥，但這些耐藥主要發(fā)生于BRCA1/2突變的腫瘤患者[52-53]。為了減輕PARPi 單藥治療的不良反應(yīng)及耐藥性，越來越多的研究探索PARPi與其他藥物聯(lián)合的干預(yù)方案。在Zhang 等[54]關(guān)于CRC 細(xì)胞的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中，糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）抑制劑通過下調(diào)BRCA1 的表達(dá)抑制同源重組修復(fù)（homologous recombination repair，HRR），使結(jié)腸癌細(xì)胞對(duì)PARPi的敏感性增加，提示GSK-3β抑制劑聯(lián)合PAPRi 具有協(xié)同抗腫瘤作用。上述臨床前研究結(jié)果表明，采取不同作用機(jī)制的藥物聯(lián)合治療CRC 可能是未來新的治療模式，其中，BRCA1 和GSK-3β是兩個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，目前BRCA1基因檢測(cè)和PARPi 主要在卵巢癌和乳腺癌中應(yīng)用，在CRC 患者中的研究較少。但作為明確的抑癌基因，BRCA1能夠有效抑制細(xì)胞增殖，修復(fù)DNA 損傷，且隨著越來越多的研究不斷開展以及基因檢測(cè)的臨床應(yīng)用，BRCA1突變導(dǎo)致CRC 易感性和BRCA1 陰性CRC 患者生存獲益不明顯的問題已經(jīng)被提出。CRC 細(xì)胞具有遺傳不穩(wěn)定性，更依賴BRCA1 進(jìn)行DNA 修復(fù)，抑制BRCA1 表達(dá)可能會(huì)顯著降低DNA 損傷修復(fù)功能，使患者從鉑類和PARPi 中獲益并改善耐藥狀況，因此BRCA1 有可能成為CRC 精準(zhǔn)治療的潛在靶點(diǎn)，為臨床治療提供新思路。