王麗娜綜述 張宗峰審校

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綜 述

宮頸癌相關(guān)生物標(biāo)志物的研究進展

王麗娜綜述 張宗峰審校

宮頸癌；生物標(biāo)志物；表觀遺傳學(xué)；組織缺氧

宮頸癌是女性常見的惡性腫瘤之一，每年全世界有47萬新發(fā)病例和23.3萬死亡病例，其中，我國每年新發(fā)病例在11萬以上，有 2～3萬患者死于宮頸癌[1]。隨著對宮頸癌的深入研究，對其標(biāo)志物的研究也取得了快速進展，現(xiàn)就與宮頸癌相關(guān)的生物標(biāo)志物綜述如下。

1 與表觀遺傳學(xué)相關(guān)的生物標(biāo)志物

最初研究表明微小RNA(miRNAs)無功能并被降解，但新近研究顯示其可作為功能鏈發(fā)揮重要作用。miRNAs在細(xì)胞核內(nèi)被RNaseIII Drosha聯(lián)合其輔助因子加工成70～100個核苷酸長度的前體miRNAs，被輸送到胞質(zhì)中剪切為miRNAs[2]。對乳腺腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)DNA甲基化可致miR-128表達沉默[3]。在宮頸癌中，有部分與DNA高度甲基化相關(guān)的miRNAs表達下調(diào)，其中miR-124就是成員之一[4]，使用脫甲基藥物5-硫唑嘌呤-2’-脫氧胞苷 (5-aza-dc)可以使高度甲基化的DNA脫甲基進而引起miR-124的表達上調(diào)，由此，miR-124表達下調(diào)有助于宮頸癌的診斷。隨后，Yao等[5]在HPV感染的宮頸癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)編碼miR-432、miR-1286、miR-641、miR-1290、miR-1287和miR-95的基因發(fā)生過度甲基化，并且發(fā)現(xiàn)這些miRNAs的表達水平與5-aza-dc治療后基因脫甲基化水平呈負(fù)相關(guān)。Wilting等[6]研究發(fā)現(xiàn)在宮頸癌前病變中，與DNA高度甲基化相關(guān)的miR-203和miR-375可能是宮頸癌前病變的標(biāo)記物。綜上所述，全面分析miRNAs表達譜可能有助于宮頸癌的診斷。

CHFR(checkpoint with forkhead and ring fnger)基因定位在染色體12q24.3，是有絲分裂早前期檢查點基因，微管抑制劑誘發(fā)有絲分裂應(yīng)激時，CHFR延遲染色體凝集，阻止細(xì)胞從分裂早前期進入中前期，增強細(xì)胞對應(yīng)激的生存能力[7]。該基因啟動子區(qū)域CpG島超甲基化可導(dǎo)致該基因表達沉默。CHFR基因的甲基化水平在宮頸癌不同組織類型中有所不同，Banno等[8]發(fā)現(xiàn)宮頸鱗癌和正常宮頸細(xì)胞中CHFR甲基化現(xiàn)象不明顯，而在宮頸腺癌CHFR超基因甲基化率為16.7%。在無CHFR基因超甲基化的宮頸鱗癌細(xì)胞系SKG-IIIA細(xì)胞中，紫杉醇單藥治療引起G2/M期的細(xì)胞比例為73.9%，表明有活躍的修復(fù)機制來應(yīng)對紫杉醇造成的損害。相比之下，在CHFR基因超甲基化的宮頸腺癌細(xì)胞系HeLa細(xì)胞中，G2/M期的細(xì)胞比例卻是8.3%，表明紫杉醇可以有效地誘導(dǎo)HeLa細(xì)胞凋亡。然而，紫杉醇聯(lián)合5-aza-dc可使處于G2/M期的Hela細(xì)胞比例增為73.9%。這是因為CHFR基因脫甲基而活性增強，細(xì)胞周期延遲，使DNA損傷得以修復(fù)，降低腫瘤細(xì)胞對紫杉醇的敏感性；反之，如果CHFR超甲基化而活性下降，細(xì)胞周期縮短，會增加腫瘤細(xì)胞對紫杉醇的敏感性，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。宮頸腺癌對紫杉醇的敏感性低于宮頸鱗癌，由此CHFR基因是否超甲基化可視為宮頸腺癌對紫杉醇是否敏感的生物標(biāo)記物。

人類腫瘤細(xì)胞中過度表達的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)參與CHFR基因啟動子區(qū)域CpG島的甲基化。Zhang等[9]在宮頸腺癌細(xì)胞系HeLa細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)沉默DNMT1后，CHFR發(fā)生脫甲基，使細(xì)胞周期抑制機制重新啟動，而在宮頸鱗癌細(xì)胞系SiHa細(xì)胞中，沉默DNMT1后CHFR甲基化程度無變化。Liu等[10]發(fā)現(xiàn)組蛋白脫乙酰酶(HDAC)抑制劑曲古菌素A(TSA)可通過抑制DNMT3B亞型來誘導(dǎo)宮頸腺癌細(xì)胞系HeLa和Caski細(xì)胞凋亡，凋亡比例分別是86%和76%，而對正常細(xì)胞沒有顯著影響，HDAC抑制劑有望成為治療宮頸癌的新藥物。因此，DNMT1和CHFR可能成為治療宮頸腺癌的生物靶點和標(biāo)記物。

Werner(WRN)基因定位于8p12，其編碼的DNA解旋酶對維持染色體穩(wěn)定性至關(guān)重要。當(dāng)WRN基因出現(xiàn)異常時，會導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定而發(fā)生Werner綜合征(即患者進入成年后迅速老化)[11]。Masuda等[12]在宮頸鱗癌細(xì)胞系SKG-II和腺癌細(xì)胞系TCO-1細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)WRN基因存在超甲基化現(xiàn)象，并且WRN的mRNA和蛋白質(zhì)表達水平降低，而在5-aza-dc脫甲基作用后，2種細(xì)胞WRN的表達水平又恢復(fù)正常。同一組研究人員[13]在21例宮頸癌組織中(腺癌11例、鱗癌10例)也發(fā)現(xiàn)45%的腺癌組織和20%的鱗癌組織中存在超甲基化的WRN基因。因此，超甲基化的WRN基因可能是診斷宮頸癌的一個生物標(biāo)志物。

2 與組織缺氧相關(guān)的生物標(biāo)志物

腫瘤組織缺氧是一種與遺傳不穩(wěn)定、抗細(xì)胞凋亡、侵襲性增長、轉(zhuǎn)移擴散和腫瘤預(yù)后密切相關(guān)的微環(huán)境因素。通常采用埃普多夫針電極測量腫瘤組織的氧分壓(PO2)來評估腫瘤缺氧程度。

缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)是對缺氧敏感的轉(zhuǎn)錄激活因子，在哺乳動物缺氧反應(yīng)中起重要的作用。HIF-1由HIF-1α和HIF-1β 2個亞基組成，其中HIF-1α亞基對缺氧敏感，在正常氧分壓下，HIF-1α被脯氨酸羥化酶和泛素蛋白酶降解[13]；而在氧分壓低時，HIF-1α不能被降解而是轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，綁定到一個叫做HIF-1α應(yīng)答元件的啟動子區(qū)域，促進包括促紅細(xì)胞生成素在內(nèi)的低氧反應(yīng)所需的分子轉(zhuǎn)錄。拓?fù)涮婵?TPT)是拓?fù)洚悩?gòu)酶1(TOP1)的抑制劑，通過與TOP1結(jié)合抑制HIF-1α表達，來減輕由缺氧誘發(fā)的相關(guān)分子轉(zhuǎn)錄。TPT目前正處于治療宮頸癌I、II期臨床試驗階段。因此，HIF-1α是一個主要的候選預(yù)后生物標(biāo)志物和治療目標(biāo)。

Bai等[14]在HeLa和SiHa細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖相關(guān)的生存素(survivin)，它可以抑制細(xì)胞程序性凋亡，組織缺氧時，細(xì)胞中survivin過表達而促進腫瘤細(xì)胞異常增生。Resende Barbosa 等[15]研究顯示下調(diào)survivin 表達能夠抑制宮頸癌細(xì)胞的生長并提高宮頸癌患者對放化療的敏感性。Chen 等[16]發(fā)現(xiàn)通過RNAi技術(shù)剔除小鼠腫瘤模型細(xì)胞內(nèi)的survivin，可使小鼠體內(nèi)腫瘤生長受到抑制。由于survivin在正常宮頸組織中不表達而在 CIN 及宮頸癌組織中特異性不同程度表達且參與腫瘤細(xì)胞增殖和耐藥，所以其是一個與宮頸癌早期診斷和預(yù)后相關(guān)的標(biāo)志物。

葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白-1(Glut-1)是一種與葡萄糖運輸相關(guān)的膜結(jié)合蛋白，在正常組織中普遍表達，而在許多腫瘤中出現(xiàn)過表達，可使腫瘤細(xì)胞在缺氧時通過糖酵解方式來滿足自身的能量需求。有研究[17]表明Glut-1在缺氧條件下無論在宮頸癌活體組織還是細(xì)胞系均有過表達，可以作為腫瘤缺氧的重要標(biāo)志物之一。江敬紅等[18]在體外研究中發(fā)現(xiàn)，沉默HIF-1α mRNA可抑制Glut-1等相關(guān)的蛋白表達，從而抑制了腫瘤的糖酵解能力，切斷了腫瘤能源供應(yīng)，促使腫瘤細(xì)胞凋亡。因此，HIF-1α和Glut-1可能成為治療宮頸癌的新靶點。

碳酸酐酶(CA)有14種人類亞型，其中碳酸酐酶-IX(CA-IX)亞型是一種跨膜糖蛋白，在缺氧時被誘導(dǎo)表達，研究表明宮頸癌組織中CA-IX表達率為21.1%。Loncaster等[19]對68例宮頸癌患者的前瞻性研究表明癌組織缺氧水平與CA-IX表達程度有明顯相關(guān)性；對130例宮頸癌放療患者的回顧性研究表明CA-IX是預(yù)測總生存期和無瘤生存期的獨立標(biāo)志物。由于CA-IX在宮頸癌組織缺氧部位的表達上調(diào)并與不良預(yù)后相關(guān)，故它可作為宮頸癌組織缺氧及預(yù)后不良的標(biāo)志物。

3 與侵襲、轉(zhuǎn)移相關(guān)的生物標(biāo)志物

Wang等[20]發(fā)現(xiàn)在宮頸癌組織中miR-375的表達量比正常組織下降了4.45倍，而在miR-375轉(zhuǎn)染SiHa和Caski細(xì)胞后，細(xì)胞的侵襲能力明顯降低，這提示miR-375下調(diào)可能提高宮頸癌的侵襲能力。Hu等[21]在102個宮頸癌組織中采用單變量分析發(fā)現(xiàn)miR-200a和miR-9與生存期顯著相關(guān)(P=0.03和0.02)，體外研究也表明在HeLa細(xì)胞中轉(zhuǎn)染miR-200a可下調(diào)幾個與轉(zhuǎn)移相關(guān)的基因，如鈣黏蛋白轉(zhuǎn)錄的阻遏蛋白E盒結(jié)合鋅指蛋白(ZEB)。Korpal等[22]發(fā)現(xiàn)miR-200家族可能通過抑制ZEB而阻抑上皮向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，抑制癌細(xì)胞遷移。因此，miR-200a可能成為抑制宮頸癌轉(zhuǎn)移的新靶點及與轉(zhuǎn)移相關(guān)的標(biāo)志物。

腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移需要血管生成，尹磊浩等[23]證明血管內(nèi)皮生長因子-C(VEGF-C)在卵巢上皮性癌患者的血清中高表達，且有淋巴結(jié)、大網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移的患者血清的VEGF-C含量明顯高于無淋巴結(jié)、大網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移的卵巢上皮癌患者。而在51.7%～90.0%的宮頸癌組織中有血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達，其中VEGF-C亞型是腫瘤淋巴管生成和淋巴轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因子[24，25]。Hashimoto等[26]通過RT-PCR技術(shù)對53例手術(shù)切除的宮頸癌組織的VEGF-C mRNA進行分析發(fā)現(xiàn)，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的癌組織VEGF-C表達率為81.2%，而無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的癌組織VEGF-C表達率僅為37.8%，兩者差異顯著(P=0.006)，因此VEGF-C被認(rèn)為是獨立預(yù)測有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)記物。

有研究表明在148例手術(shù)治療的宮頸癌IB期患者中，術(shù)前血清鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原(SCC)水平>4 ng/ml的患者術(shù)后病理學(xué)證實盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率為65%，是術(shù)前血清SCC水平≤4 ng/ml患者盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率的8倍；當(dāng)血清中SCC水平≥8.6 mg/ml時，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率達100%，并且能夠預(yù)測到連計算機斷層(CT)掃描都不能檢測到的微小淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

細(xì)胞角蛋白19片段抗原21-1(CYFRA21-1)是非小細(xì)胞肺癌中靈敏性最強的腫瘤標(biāo)志物，又稱非小細(xì)胞肺癌相關(guān)抗原，被廣泛用作腫瘤標(biāo)志物來評估各種鱗狀上皮癌。在宮頸鱗癌術(shù)前篩查中CYFRA21-1靈敏度低于SCC，但研究表明其可能更好的預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和淋巴脈管入侵[27]。

4 與預(yù)后相關(guān)的生物標(biāo)志物

SCC是宮頸癌中經(jīng)典的腫瘤標(biāo)志物，雖然對早期診斷意義不大，但對評估腫瘤擴散程度和預(yù)測預(yù)后有一定價值。尤其在鱗狀細(xì)胞癌中，原位癌患者SCC陽性率為2.44%，F(xiàn)IGO分期I期患者的SCC陽性率是22.2%，II期是56.7%，III期是76.4%，IV期是76.4%。研究發(fā)現(xiàn)在I、II期患者血清中異常高的SCC可能預(yù)示腫瘤范圍廣，根治性子宮切除術(shù)切除不徹底的可能性大。高水平SCC的鱗癌患者在根治性子宮切除術(shù)72 h后SCC可快速下降到無法探測到的水平，如果手術(shù)不徹底，那么SCC水平還會升高。由此，SCC對術(shù)后評估有一定價值。

外周血中血紅蛋白(Hb)水平可以反映癌組織的氧狀態(tài)。國內(nèi)外研究表明，貧血與宮頸癌預(yù)后密切相關(guān)，通過糾正貧血，能夠在一定程度上改善宮頸癌患者的預(yù)后。一項回顧性研究表明，Hb≥100 g/L的患者比Hb<100 g/L的患者預(yù)后要好，放療期間提高Hb水平糾正貧血狀態(tài)對改善預(yù)后有益。Hernandez等[28]在沒有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的癌癥患者中發(fā)現(xiàn)外周血血小板(PLT)數(shù)量≥400×109/L的患者比PLT計數(shù)<400×109/L的患者預(yù)后較差。Hb水平和PLT計數(shù)可作為有關(guān)宮頸癌預(yù)后的標(biāo)志物。

5 展 望

近年來應(yīng)用生物標(biāo)志物評估惡性腫瘤的生長狀況、侵襲轉(zhuǎn)移能力及預(yù)測預(yù)后是腫瘤學(xué)上的巨大進步，在臨床治療上也有很大的應(yīng)用價值。然而，目前尚沒有一種生物標(biāo)志物可以用于臨床實踐來更好地明確預(yù)后或制定合適的治療策略。相信隨著新技術(shù)、新方法的產(chǎn)生和發(fā)展，我們將發(fā)現(xiàn)更多特異性高的生物標(biāo)志物，從而對宮頸癌患者的治療和預(yù)后提供更多的信息。

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黑龍江省自然科學(xué)基金項目(No.200906)

150086 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)科

張宗峰，E-mail:3162707687@qq.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2015.06.031

2014-12-14)