DNA甲基化與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷

DNA甲基化與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷摘要】肺癌的發(fā)病率和死亡率一直居于癌癥相關(guān)發(fā)病率及死亡率的首位，已成為影響我國居民健康的重大疾病。DNA甲基化作為重要的表觀遺傳機(jī)制，在肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中起到了重要的作用，本文就DNA甲基化與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷進(jìn)行綜述?！娟P(guān)鍵詞】DNA甲基化肺癌療效評價(jià)預(yù)后【中圖分類號】R73 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-1752（2013）34-0074-02.、八 、-前言據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年，肺癌致死率居惡性腫瘤之首，占惡性腫瘤致死率的29%［1］。肺癌的發(fā)生是一個多步驟、多因素參與的復(fù)雜生物學(xué)過程，DNA甲基化作為重要的表觀遺傳機(jī)制，可引起DNA損傷修復(fù)基因、抑癌基因等多種基因表達(dá)異常，在肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中起到了重要的作用，并與肺癌細(xì)胞對化療藥物的耐藥性高度相關(guān)。隨著DNA甲基化與肺癌相關(guān)性研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)DNA甲基化異常與肺癌預(yù)后密切相關(guān)。其原因主要包括:（1）甲基化與肺癌的分級、分期顯著相關(guān)。如低分化的非小細(xì)胞肺癌（non-smallcelllungcancer，NSCLC）中，RAS相關(guān)區(qū)域家族1基因A（ras-associationdomainfamily1A，RASSF1A）甲基化的頻率顯著高于高分化及中分化NSCLC（OR=1.88）［2］；（2）DNA異常甲基化有利于肺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。如NSCLC組織中肺癌與食管癌缺失基因1（deletedinlungandesophagealcancer1，DLEC1）甲基化與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)［3］。（3）甲基化可作為腫瘤復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測因子。如NSCLC腦轉(zhuǎn)移患者存在06-甲基鳥嘌吟-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（06-methylguanine-DNAmethyltransferase,MGMT）甲基化時，轉(zhuǎn)移瘤切除術(shù)后的原位復(fù)發(fā)率明顯升高［4］。（4）甲基化改變可能影響化療藥物的敏感度。如死亡相關(guān)蛋白激酶（death-associatedproteinkinase,DAPK）超甲基化可能誘導(dǎo)NSCLC細(xì)胞對西妥昔單抗和厄洛替尼耐藥⑸。（5）甲基化影響生存期。如對于無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的NSCLC患者，組織因子通道抑制劑2（tissuefactorpathwayinhibitor2，TFPI-2）甲基化的患者預(yù)后較差（5年無病生存率：6.1%vs.35.5%）［6］。因此檢測甲基化狀態(tài)將有助于腫瘤患者的療效評價(jià)和預(yù)后判斷，從而為臨床病情的監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)評估提供依據(jù)。本文就DNA甲基化與肺癌療效評價(jià)和預(yù)后判斷的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。一、DNA損傷修復(fù)相關(guān)基因的異常甲基化與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷1、 MGMT與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷MGMT是一種重要的DNA修復(fù)酶，在修復(fù)烷化劑造成的DNA損傷中發(fā)揮重要作用。啟動子區(qū)超甲基化導(dǎo)致MGMT表達(dá)降低，使腫瘤細(xì)胞無法修復(fù)烷化劑引起的細(xì)胞損傷而致細(xì)胞死亡，因此，MGMT甲基化狀態(tài)與腫瘤細(xì)胞對烷化劑的敏感性密切相關(guān)。近來，一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)證實(shí)，對于復(fù)發(fā)的SCLC患者，MGMT啟動子高甲基化者，對烷化劑替莫唑胺的反應(yīng)性優(yōu)于MGMT未甲基化者［7］。有研究發(fā)現(xiàn)，MGMT啟動子高甲基化與肺癌腦轉(zhuǎn)移患者的預(yù)后相關(guān)。對于存在腦轉(zhuǎn)移的NSCLC患者，MGMT啟動子高甲基化者，切除轉(zhuǎn)移瘤后局部復(fù)發(fā)的可能性更大⑷。另一項(xiàng)類似的研究也發(fā)現(xiàn)，腦轉(zhuǎn)移瘤組織中檢出MGMT啟動子高甲基化的患者中位生存期顯著低于未甲基化者（2.5個月vs.9.7個月）［8］。2、 14-3-3sigma與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷14-3-3?；蚴侵饕腉2/M檢驗(yàn)點(diǎn)控制基因，在細(xì)胞周期信號傳導(dǎo)途徑中起到重要作用，是G2細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的基因家族成員，與DNA的損傷修復(fù)有關(guān)。多種腫瘤細(xì)胞中，14-3-3?；虻腃pG島高頻甲基化，使14-3-3?；虺聊虻捅磉_(dá)，造成G2期監(jiān)控點(diǎn)損傷。2005年，Ramirez等［9］發(fā)表的一項(xiàng)前瞻性研究認(rèn)為對于接受鉑類化療藥物的NSCLC患者，14-3-3。的甲基化狀態(tài)是其獨(dú)立的預(yù)后影響因素。該研究檢測了115例經(jīng)順鉑聯(lián)合吉西他濱治療的進(jìn)展期NSCLC患者血清DNA中14-3-3。的甲基化狀態(tài)，結(jié)果顯示14-3-3。高甲基化的患者總生存期及無病生存期均顯著優(yōu)于未甲基化的患者組(中位生存期：15.1個月vs.9.8個月；無病生存期：8.0個月vs.6.3個月)，單因素Cox回歸顯示14-3-3。的甲基化狀態(tài)與患者的無病生存期顯著相關(guān)，多因素Cox回歸顯示14-3-3。是NSCLC獨(dú)立的預(yù)后影響因素。由于細(xì)胞周期關(guān)卡缺失有利于化療藥物的作用，因此作者認(rèn)為14-3-3。超甲基化的患者能從鉑類化療中更多的獲益。3、人類mutL同系物1(homosapiensmutLhomolog1,hMLHI)與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷hMLH1基因是DNA錯配修復(fù)基因(Mismatchrepairgene,MMR)之一，其主要功能是修復(fù)DNA復(fù)制錯誤，維持基因穩(wěn)定性。有研究認(rèn)為，hMLH1甲基化可能在腫瘤化療耐藥中發(fā)揮了重要作用，甚至可能介導(dǎo)順鉑耐藥。吳芳等通過MSP分析，發(fā)現(xiàn)NSCLC耐順鉑細(xì)胞株中存在hMLH1啟動子的高甲基化失活，而在順鉑敏感的親本NSCLC細(xì)胞株中hMLH1啟動子未甲基化，以去甲基化藥物逆轉(zhuǎn)耐順鉑細(xì)胞株的甲基化狀態(tài)，可增強(qiáng)細(xì)胞對順鉑的敏感性［10］；進(jìn)而分析80例手術(shù)切除+順鉑輔助化療的NSCLC患者組織hMLH1的甲基化狀態(tài)，證實(shí)hMLH1甲基化狀態(tài)與NSCLC患者的無病生存期相關(guān)是手術(shù)切除后、順鉑輔助化療后發(fā)生腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素［11］。二、 DNA甲基化導(dǎo)致抑癌基因失活與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷1、 RASSF1A與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷RASSF1A是一種抑癌基因，是近年來發(fā)現(xiàn)的在腫瘤中甲基化程度最高、最多見的基因之一，其正常表達(dá)的產(chǎn)物通過抑制內(nèi)源性CyclinD1的積聚而使細(xì)胞分裂阻止于G1/S期，抑制細(xì)胞增殖。張卉［12］等檢測了150例NSCLC發(fā)現(xiàn)，RASSF1A啟動子高甲基化的患者預(yù)后較RASSF1A未甲基化的患者差(中位生存期：22個月vs.57個月)，Cox回歸顯示，RASSF1A啟動子甲基化狀態(tài)是NSCLC術(shù)后的預(yù)后相關(guān)因素。YanagawaN等［13］亦發(fā)現(xiàn)，RASSF1A甲基化的病例五年生存率顯著低于未甲基化組(58.6%vs.78.1%).JunWang等通過對17項(xiàng)回顧性研究進(jìn)行meta分析，證實(shí)對于手術(shù)治療的NSCLC患者，RASSF1A高甲基化是一項(xiàng)獨(dú)立的預(yù)后影響因素，其無病生存期及總生存期均顯著低于未甲基化的患者［14］。在吉西他濱一線治療的92例皿b期和IV期NSCLC患者血清中，檢測RASSF1A的甲基化，在部分緩解的病例中，RASSF1A甲基化的患者較未甲基化的患者生存期更長(中位生存期：12.9個月vs.33.5個月)，多因素分析表明，RASSF1A甲基化可作為PR患者的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)［15］。2、 胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白3(insulin-likegrowthfactor-bindingprotein-3,IGFBP-3)與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷IGFBP-3是IGFBP家族的成員，可阻斷IGF-I介導(dǎo)的促有絲分裂和抗細(xì)胞凋亡被認(rèn)為是一種候補(bǔ)抑癌基因，已在多種實(shí)體瘤，包括NSCLC中發(fā)現(xiàn)超甲基化導(dǎo)致IGFBP-3沉默。Caceres等［16］通過基因表達(dá)芯片分析，證實(shí)對順鉑耐受的NSCLC細(xì)胞株中存在IGFBP-3的高甲基化失活，而對順鉑敏感的親本NSCLC細(xì)胞株中，siRNA沉默IGFBP-3表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞對順鉑的耐受，提示IGFBP-3與NSCLC腫瘤細(xì)胞對順鉑的耐藥有關(guān)；進(jìn)而分析36例I/H期NSCLC組織的IGFBP-3甲基化狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn),順鉑耐受組IGFBP-3高甲基化比例顯著高于順鉑敏感組（14/19vs.2/17,p<0.001）Cortes-SempereM等［17］進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞中IGFBP-3啟動子甲基化導(dǎo)致IGFBP-3蛋白表達(dá)缺失，順鉑治療時可能通過特異性抑制IGFIR通路轉(zhuǎn)而活化PI3K/AKT通路，從而誘導(dǎo)對順鉑耐藥。3、 p16與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷p16基因的蛋白產(chǎn)物是細(xì)胞周期依賴性激酶（CDK）的抑制因子，通過抑制RB蛋白的磷酸化，將細(xì)胞周期阻滯于G1期。作為重要的抑癌基因，p16失活是肺癌中常見的遺傳學(xué)改變。Brock等研究了I期非小細(xì)胞肺癌術(shù)后肺癌組織及非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的DNA甲基化與肺癌復(fù)發(fā)情況的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)p16、CDH13、RASSF1A和APC的甲基化狀態(tài)與肺癌的復(fù)發(fā)情況相關(guān)。腫瘤組織和縱隔淋巴結(jié)中同時檢測到p16和CDH13高甲基化的患者，其術(shù)后短期復(fù)發(fā)的可能性顯著高于未甲基化組（HR：15.5）［18］。研究者認(rèn)為這些基因在正常淋巴結(jié)中高甲基化提示可能存在顯微鏡無法檢測到的微轉(zhuǎn)移灶，某些基因的高甲基化可能使細(xì)胞具有轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的潛性，對預(yù)測疾病的復(fù)發(fā)情況可能有意義。最近，Xing等［19］對11篇文獻(xiàn)，1654例NSCLC病例的進(jìn)行meta分析顯示，p16高甲基化與NSCLC的總生存率和無病生存率負(fù)相關(guān)（HR分別為1.74和2.04），提示p16啟動子高甲基化可能是NSCLC的獨(dú)立預(yù)后影響因素。另一項(xiàng)類似的研究也得到了一致的結(jié)論［20］。此外，也有研究認(rèn)為，在60歲以下的NSCLC患者中，p16啟動子高甲基化者往往預(yù)后較差，而在60歲以上的患者中，p16的甲基化狀態(tài)與預(yù)后無關(guān)［21］。4、 （runtrelatedtranscriptionfactorgene3,RUNX3）與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷RUNX3基因是一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，能調(diào)控細(xì)胞的生長發(fā)育和凋亡，可能通過影響TGF-B通路的生物活性，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。RUNX3的CpG島高甲基化導(dǎo)致RUNX3表達(dá)下降和缺失。有研究表明，RUNX3甲基化與預(yù)后存在相關(guān)性。YanagawaN等［13］研究了10種抑癌基因的甲基化狀態(tài)與NSCLC患者生存期的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，RUNX3甲基化狀態(tài)是預(yù)后的獨(dú)立影響因素，啟動子高甲基化的患者5-年生存率顯著低于未甲基化者（49.1%vs.75.9%）。唐艷等發(fā)現(xiàn)，RUNX3高甲基化組總生存時間明顯較未甲基化組顯著縮短（中位生存時間：22個月vs.79個月）［22］。三、其他基因的異常甲基化與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷1、DAPK與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷DAPK是一種鈣離子和鈣調(diào)素依賴的絲氨酸和蘇氨酸蛋白激酶，參與干擾素-Y、腫瘤壞死因子-a、Fas等誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡過程，具有促進(jìn)凋亡的功能。在多種惡性腫瘤細(xì)胞株及原發(fā)性腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)，DAPK的表達(dá)缺失與其基因CpG島過甲基化有關(guān)。近來，有研究認(rèn)為DAPK超甲基化與NSCLC細(xì)胞株對西妥昔單抗和厄洛替尼耐藥有關(guān)［5］。該研究發(fā)現(xiàn)對西妥昔單抗和厄洛替尼耐藥的NSCLC細(xì)胞株中存在DAPK基因的高甲基化失活，通過穩(wěn)定轉(zhuǎn)染重建DAPK的表達(dá)后，細(xì)胞株可恢復(fù)對西妥昔單抗和厄洛替尼的敏感性，而以siRNA沉默DAPK表達(dá)可再次誘導(dǎo)細(xì)胞對西妥昔單抗和厄洛替尼的耐受。此外，DAPK甲基化與NSCLC預(yù)后相關(guān)。Niklinska,W.等[23]檢測了70例接受根治性肺癌切除術(shù)的NSCLC患者肺癌組織中DAPK的甲基化狀態(tài)，證實(shí)DAPK啟動子超甲基化的NSCLC總生存率顯著低于未甲基化組。2、TFPI-2與肺癌的療效評價(jià)及預(yù)后判斷TFPI-2是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑，可抑制多種金屬蛋白酶。下調(diào)TFPI-2可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲潛能。啟動子區(qū)甲基化是TFPI-2沉默的重要途徑。TFPI-2的甲基化狀態(tài)是NSCLC的獨(dú)立預(yù)后影響因素，對于無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的NSCLC患者而言，TFPI-2甲基化的患者預(yù)后較差(5年無病生存率：6.1%vs.35.5%)[6]。此外，NSCLC中報(bào)道較多的預(yù)后相關(guān)的甲基化位點(diǎn)還有結(jié)腸腺瘤性息肉病基因(adenomatouspolyposiscoli，APC)、脆性組胺酸三聯(lián)體(fragilehistidinetriad,FHIT)、H鈣粘蛋白(H-cadherin,CDH13)等[24]。四、結(jié)語近年來，個體化治療已成為腫瘤治療的新趨勢，對患者進(jìn)行療效預(yù)測和預(yù)后判斷是選擇個體化治療方案的重要依據(jù)。DNA甲基化與肺癌患者療效及預(yù)后的相關(guān)性，為個體化治療方案的選擇提供了新的思路，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。然而，其在真正應(yīng)用于臨床之前仍有較多問題亟待解決：(1)目前已鑒定出的DNA甲基化位點(diǎn)，往往在多種腫瘤中均可出現(xiàn)，特異性較差。(2)現(xiàn)有檢測方法眾多，各有優(yōu)劣，不同方法報(bào)道的甲基化位點(diǎn)各不相同，重復(fù)性較差。(3)現(xiàn)有研究之間，由于人種、病例選擇、標(biāo)本采集、甲基化檢測方法等存在異質(zhì)性，其研究結(jié)果難以進(jìn)行比較。綜上所述，盡管DNA甲基化檢測在肺癌的療效預(yù)測、預(yù)后評價(jià)等方面有一定的應(yīng)用價(jià)值，但應(yīng)用于臨床常規(guī)檢測之前尚需進(jìn)一步臨床驗(yàn)證。參考文獻(xiàn)SiegelR,NaishadhamD,JemalA.Cancerstatistics,2012[J].CACancerJClin2012,62(1):10-29.LiuWJ,TanXH,GuoBP,etal.AssociationsBetweenRASSF1APromoterMethylationandNSCLC:AMeta-analysisofPublishedData[J].AsianPacJCancerPrev2013,14(6):3719-3724.SongH,YiJ,ZhangY,etal.[DNAmethylationoftumorsuppressorgeneslocatedonchromosome3pinnon-smallcelllungcancer][J].ZhongguoFeiAiZaZhi2011,14(3):233-238.HashimotoK,NaritaY,MatsushitaY,etal.MethylationstatusofO6-methylguanine-DNA-methyltransferasepromoterregioninnon-small-celllungcancerpatientswithbrainmetastasis[J].ClinTranslOncol2012,14(1):31-35.OgawaT,LiggettTE,MelnikovAA,etal.Methylationofdeath-associatedproteinkinaseisassociatedwithcetuximabanderlotinibresistance[J].CellCycle2012,11(8):1656-1663.WuD,XiongL,WuS,etal.TFPI-2methylationpredictspoorprognosisinnonsmallcelllungcancer[J].LungCancer2012,76(1):106-111.PietanzaMC,KadotaK,HubermanK,etal.PhaseIItrialoftemozolomideinpatientswithrelapsedsensitiveorrefractorysmallcelllungcancer,withassessmentofmethylguanine-DNAmethyltransferaseasapotentialbiomarker[J].ClinCancerRes2012,18(4):1138-1145.WuPF,KuoKT,KuoLT,etal.O(6)-Methylguanine-DNAmethyltransferaseexpressionandprognosticvalueinbrainmetastasesoflungcancers[J].LungCancer2010,68(3):484-490.RamirezJL,RosellR,TaronM,etal.14-3-3sigmamethylationinpretreatmentserumcirculatingDNAofcisplatin-plus-gemcitabine-treatedadvancednon-small-celllungcancerpatientspredictssurvival:TheSpanishLungCancerGroup[J].JClinOncol2005,23(36):9105-9112.WuF,HuCH.[Reversaleffectof5-Aza-dconcisplatin-resistanceinhumanNSCLCcellsinvitro][J].ZhonghuaZhongLiuZaZhi2011,33(5):349-353.[11]吳芳(2009)hMLH1基因啟動子甲基化與非小細(xì)胞肺癌順鉑耐藥及預(yù)后關(guān)系的研究,博士,中南大學(xué).ZhangH,ZhangS,ZhangZ,etal.[PrognosticvalueofmethylationstatusofRASSF1Ageneasanindependentfactorofnon-smallcelllungcancer][J].ZhongguoFeiAiZaZhi2010,13(4):311-316.YanagawaN,TamuraG,OizumiH,etal.PromoterhypermethylationofRASSF1AandRUNX3genesasanindependentprognosticpredictionmarkerinsurgicallyresectednon-smallcelllungcancers[J].LungCancer2007,58(1):131-138.WangJ,WangB,ChenX,etal.TheprognosticvalueofRASSF1Apromoterhypermethylationinnon-smallcelllungcarcinoma:asystematicreviewandmeta-analysis[J].Carcinogenesis2011,32(3):411-416.FischerJR,OhnmachtU,RiegerN,etal.PrognosticsignificanceofRASSF1Apromotermethylationonsurvivalofnon-smallcelllungcancerpatientstreatedwithgemcitabine[J].LungCancer2007,56(1):115-123.IbanezdeCaceresI,Cortes-SempereM,MoratillaC,etal.IGFBP-3hypermethylation-deriveddeficiencymediatescisplatinresistanceinnon-small-celllungcancer[J].Oncogene2010,29(11):1681-1690.Cortes-SempereM,deMiguelMP,PerniaO,etal.IGFBP-3methylation-deriveddeficiencymediatestheresistancetocisplatinthroughtheactivationoftheIGFIR/Aktpathwayinnon-smallcelllungcancer[J].Oncogene2013,32(10):1274-1283.BrockMV,HookerCM,Ota-MachidaE,etal.DNAmeth