康雅芳，孫蓬明

拷貝數(shù)變異在婦科惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

康雅芳，孫蓬明△

在許多疾病中，拷貝數(shù)變異（copy number variations，CNVs）可作為有意義的疾病易感標(biāo)志。從患者癌變和正常組織內(nèi)獲得的大量染色體拷貝數(shù)圖譜不僅可以反映機(jī)體的變化，還能反映增加患癌風(fēng)險(xiǎn)的種系CNVs。測(cè)定CNVs的方法主要包括基因芯片技術(shù)、高通量測(cè)序、實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)、熒光原位雜交等，其中基因芯片技術(shù)最為突出。目前對(duì)婦科惡性腫瘤中CNVs變化的研究還較為有限。綜述CNVs與一些婦科惡性腫瘤的密切關(guān)聯(lián)，例如卵巢癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌等，并對(duì)相關(guān)CNVs進(jìn)行綜合挖掘及生物信息學(xué)分析，從而更好地理解婦科惡性腫瘤的進(jìn)展、惡化機(jī)制，為腫瘤的防治，診斷及治療等方面提供新的思路和方法。

變異（遺傳學(xué)）；寡核苷酸序列分析；聚合酶鏈反應(yīng)；卵巢腫瘤；宮頸腫瘤；子宮內(nèi)膜腫瘤

拷貝數(shù)變異（copy number variations，CNVs）是人類基因組內(nèi)不同的DNA片段拷貝數(shù)發(fā)生變異，其范圍可以從1 kb到數(shù)Mb不等，變異主要來源于單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs），基因片段的刪除、插入、復(fù)制和復(fù)合多位點(diǎn)的變異等類型［1］。因此，CNVs是造成個(gè)體差異的重要遺傳基礎(chǔ)，其在人類基因組中分布廣泛，其覆蓋的核苷酸總數(shù)顯著超過SNPs的總數(shù)，極大地豐富了基因組遺傳變異的多樣性。近來，CNVs被認(rèn)為是腫瘤遺傳變異的關(guān)鍵因素，并獲得越來越多的關(guān)注［2-3］。CNVs與某些腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移息息相關(guān)。本文通過現(xiàn)階段婦科惡性腫瘤（如卵巢癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌）中CNVs的相關(guān)研究，對(duì)婦科疾病的發(fā)生和惡化機(jī)制有了進(jìn)一步的理解，進(jìn)而為腫瘤的預(yù)防、診斷及治療提供新的思路和方法，不斷促進(jìn)女性生殖健康。

1 CNVs的研究現(xiàn)況

2006年，Redon等［4］建立了第1個(gè)大規(guī)模CNVs人口統(tǒng)計(jì)庫，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，預(yù)計(jì)有12%的人群存在CNVs。近來基因組變異數(shù)據(jù)庫（Database ofGenomic Variants，DGV）更新，數(shù)據(jù)顯示在CNVs中大約含有22%的人類模式生物基因組，使它們?cè)趥€(gè)體間變成最普遍的基因組變異類型［5］。早期，全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wideassociation studies，GWAS）著重于鑒別與疾病相關(guān)的SNPs。以前利用不斷改善陣列平臺(tái)和算法去推測(cè)同一陣列的CNVs，近來更加著重于研究CNVs是否可以作為潛在的易感基因，去鑒別一系列疾?。ɡ绺腥尽⒆陨砻庖咝约膊『蜕窠?jīng)疾病以及癌癥）［6］。同時(shí)，相關(guān)的研究結(jié)果也為這些癌癥患者創(chuàng)建了一個(gè)CNVs的原始數(shù)據(jù)庫，可以作為某些癌癥篩查的特定生物標(biāo)志物，這為疾病的診療提供了一個(gè)新的平臺(tái)。

2 CNVs的檢測(cè)方法

目前測(cè)定CNVs的方法主要包括基因芯片技術(shù)、高通量測(cè)序、實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)（real-time quantitative PCR）技術(shù)、熒光原位雜交（FISH）等，其中基因芯片技術(shù)最為突出?；蛐酒投鷾y(cè)序方法的分辨率相對(duì)較高，且檢測(cè)范圍覆蓋全基因組?；蛐酒夹g(shù)性價(jià)比相對(duì)更高，其可以利用一張芯片，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出多種數(shù)據(jù)；二代測(cè)序需要儀器設(shè)備，成本較高；FISH技術(shù)只能檢測(cè)已知位點(diǎn)，且通量較小，1次最多只能檢測(cè)5～8個(gè)位點(diǎn)。

基于基因芯片技術(shù)的比較基因組雜交芯片（array-based comparative genomic hybridization，aCGH）技術(shù)是目前檢測(cè)CNV最常用的方法，隨著人類基因組測(cè)序工作順利進(jìn)行，BAC文庫、cDNA文庫和Contig文庫在公共數(shù)據(jù)庫中大量積累，更有利于基因芯片技術(shù)的廣泛運(yùn)用。近年來，該技術(shù)的發(fā)展主要集中在陣列的點(diǎn)樣數(shù)目不斷增加，且探針長(zhǎng)度縮短，從而加強(qiáng)對(duì)全基因組中多個(gè)CNVs片段的檢測(cè)，增加圖譜的清晰度。這也使得該技術(shù)逐漸取代了只能對(duì)生物某一個(gè)體或某一分類單位體細(xì)胞染色體進(jìn)行分析的染色體組型分析技術(shù)而被廣泛應(yīng)用于臨床［7］。

二代測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)也為基因結(jié)構(gòu)變化的研究帶來了革命性變化，是高通量測(cè)序檢測(cè)技術(shù)的代表。檢測(cè)原理利用可逆性末端邊合成邊測(cè)序反應(yīng)，具有高通量性和精確性，能夠最直接地檢測(cè)出全基因組中基因片段的增多或缺失。由于該技術(shù)覆蓋了全基因組，檢測(cè)耗時(shí)且成本高，實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析計(jì)算量大。

而實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)是通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCR過程達(dá)到精確定量起始模板拷貝數(shù)。該技術(shù)分別針對(duì)待檢測(cè)基因片段上的序列和對(duì)照基因序列設(shè)計(jì)兩對(duì)引物和標(biāo)記不同熒光基團(tuán)的檢測(cè)探針。通過對(duì)擴(kuò)增后兩個(gè)探針信號(hào)指示的Ct值進(jìn)行比較從而判斷目標(biāo)基因拷貝數(shù)。但該技術(shù)通量小，只能針對(duì)單個(gè)基因片段進(jìn)行檢測(cè)。

3 CNVs與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系

腫瘤的發(fā)生是一系列分子結(jié)構(gòu)或成分變化的結(jié)果，基因組區(qū)域反復(fù)發(fā)生基因CNVs，多種腫瘤相關(guān)基因表達(dá)失?；蚰[瘤抑制基因失活都會(huì)促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。腫瘤轉(zhuǎn)移能力的獲得，同腫瘤的發(fā)生、發(fā)展一樣，是多基因的結(jié)構(gòu)、功能和表達(dá)改變積累的結(jié)果?；虻倪z傳多態(tài)性是造成每個(gè)個(gè)體對(duì)腫瘤易感性不同的重要原因。例如同源異型盒基因DLX4和表皮生長(zhǎng)因子受體ErbB2基因與乳腺癌預(yù)后不良相關(guān)［8］；在1q21.1位點(diǎn)上的NBPF基因家族傾向于人神經(jīng)母細(xì)胞瘤［9］；GREM調(diào)節(jié)區(qū)域的高表達(dá)或基因POLE變異易誘導(dǎo)遺傳性大腸癌的發(fā)生［10］。因此，通過研究這些重要基因CNVs，可以進(jìn)一步了解婦科惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移。

3.1 CNVs在卵巢癌的研究進(jìn)展卵巢癌是全球女性癌癥中第4位常見的疾病。利用SNPs掃描芯片檢測(cè)染色體CNVs，全基因組表達(dá)譜芯片檢測(cè)差異表達(dá)基因，并采用生物信息學(xué)方法進(jìn)行相關(guān)性分析的結(jié)果顯示，1，2，3，4，5，6，9，11和12號(hào)染色體CNVs均與卵巢癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。差異表達(dá)基因大多屬于酶及其調(diào)控子基因，其次是信號(hào)傳導(dǎo)基因、核酸結(jié)合基因和蛋白結(jié)合基因。研究還發(fā)現(xiàn)，至少40個(gè)CNVs才能夠引起1個(gè)基因的差異表達(dá)［11］。然而，要從大量編碼基因組中尋找出癌癥的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)基因編碼區(qū)域，譜相分析為癌癥相關(guān)的基因CNVs提供了一個(gè)新的理解方式［12］。

相關(guān)研究分析顯示，總共有12個(gè)基因位點(diǎn)與卵巢癌的發(fā)生有顯著的聯(lián)系，12個(gè)基因位點(diǎn)上存在6個(gè)編碼區(qū)域，有2個(gè)是獲得性CNV區(qū)域。其中1個(gè)在2p25.3，該基因位點(diǎn)上存在SH3YL1編碼區(qū)域；另1個(gè)在1q42.2，且與精神分裂癥斷裂基因1（DISC1）、DISC2、功能性融合轉(zhuǎn)錄本TSNAX-DISC1基因發(fā)生區(qū)域重疊。在許多卵巢癌患者中，分別位于10，5和18號(hào)染色體上的相互作用蛋白質(zhì)2C同系物（DIP2C）、同源盒基因MSX2、結(jié)直腸癌缺失基因（DCC）和內(nèi)皮脂酶（LIPG）基因與卵巢癌的發(fā)生有關(guān)聯(lián)［13］。研究還發(fā)現(xiàn)，至少有10%的卵巢癌具有遺傳性，且與顯性常染色體綜合征相關(guān)［14］。罕見的遺傳性綜合征包括Peutz-Jeghers綜合征（PJS）和Gorlin綜合征，它們分別發(fā)生STK11和Patch基因丟失，最終導(dǎo)致早期卵巢癌的發(fā)病率增加［15］。此外，研究數(shù)據(jù)顯示，至少20%的卵巢癌患者中可檢測(cè)到乳腺癌易感基因1（BRCA1）和BRCA2發(fā)生基因突變［16］。近來研究發(fā)現(xiàn)，能夠有效抑制漿液性卵巢癌增長(zhǎng)還依賴于突變型p53基因的功能［17］，深入了解并加以運(yùn)用，該基因則有望成為控制卵巢癌病程的新靶點(diǎn)。

3.2 CNVs在宮頸癌中的研究進(jìn)展宮頸癌是全球女性癌癥中第2常見的疾病，宮頸上皮內(nèi)瘤變（CIN）或?qū)m頸非典型增生是常見的癌前病變，與浸潤(rùn)性癌的發(fā)展息息相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，大約70%的宮頸癌患者中，最常見的基因改變是3號(hào)染色體的長(zhǎng)臂發(fā)生擴(kuò)增。該染色體3q26區(qū)域的RNA基因人類染色體端粒酶亞基容易誘發(fā)宮頸癌的發(fā)生。另1個(gè)常見的染色體畸變是8q24區(qū)域的惡性擴(kuò)增，從而導(dǎo)致myc原癌基因異常［18-19］。位于染色體1p36.22區(qū)域的胚胎移植前基因（PGD）則可作為診斷宮頸癌的有效生物標(biāo)志物［20］。此外，周期性發(fā)生E322K替換絲裂原活化蛋白激酶1（MAPK1），人白細(xì)胞抗原（HLA）-B發(fā)生基因滅活，EP300、FBXW 7、NFE2L2、TP53、ErbB2發(fā)生突變都與宮頸癌的發(fā)生密切相關(guān)。宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者在TpC二核苷酸處發(fā)生變異的頻率高于宮頸腺癌患者［21］。臨床數(shù)據(jù)顯示，基因CNVs與宮頸癌治療預(yù)后相關(guān)。例如宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者經(jīng)順鉑同步放化療后，會(huì)出現(xiàn)體細(xì)胞突變和PIK3CA致癌基因拷貝數(shù)的異常擴(kuò)增［22］。

3.3 CNVs在子宮內(nèi)膜癌的研究進(jìn)展子宮內(nèi)膜癌是婦科常見的惡性腫瘤之一。在一小部分的子宮內(nèi)膜癌早期患者中發(fā)現(xiàn)，促黑素2（MSH2）、MSH6和PMS2基因錯(cuò)配修復(fù)時(shí)易發(fā)生高風(fēng)險(xiǎn)的種系突變，并且具有家族遺傳性。在子宮內(nèi)膜癌患者中還會(huì)出現(xiàn)一些罕見的種系拷貝數(shù)缺失，它們會(huì)干擾基因型、CpG島和sno/miRNAs，從而可能導(dǎo)致基因調(diào)節(jié)異常和腫瘤的發(fā)生［23］。研究發(fā)現(xiàn)，谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶T1（GSTT1）基因拷貝數(shù)擴(kuò)增會(huì)提高子宮內(nèi)膜癌的患病風(fēng)險(xiǎn)，而谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶M1（GSTM1）基因拷貝數(shù)不影響。這是因?yàn)镚STT1和GSTM1基因的底物特異性不同，GSTT1生成中間體可能對(duì)子宮內(nèi)膜細(xì)胞具有基因毒性，且至少要存在2個(gè)GSTT1基因才會(huì)增加子宮內(nèi)膜癌的患病風(fēng)險(xiǎn)［24］。此外，在染色體16q22上的腫瘤抑制基因編碼的CTCF和ZFHX3基因發(fā)生失活或缺失，也會(huì)影響子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生［25］。通過監(jiān)測(cè)相關(guān)CNVs，盡早發(fā)現(xiàn)某些特定基因異常，可以有效監(jiān)管子宮內(nèi)膜癌的患病風(fēng)險(xiǎn)。還有研究證實(shí)，子宮內(nèi)膜癌的特色基因包括POLE基因超變區(qū)變異、微序列變異、拷貝數(shù)基因含量過低和拷貝數(shù)基因含量過高，它們可能會(huì)影響子宮內(nèi)膜癌患者的術(shù)后輔助治療［26］。

5 結(jié)語與展望

綜上所述，婦科惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多基因異常引起的遺傳變異和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)失常，從而導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的結(jié)果［27］。通過對(duì)卵巢癌、宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌CNVs數(shù)據(jù)的深入探索及綜合分析，能夠高效、系統(tǒng)地獲得3種婦科惡性腫瘤的相關(guān)疾病信息，從而更好地理解疾病的進(jìn)展及其惡化機(jī)制，為腫瘤的防治、診斷及治療提供新的思路和方法，為女性健康保駕護(hù)航。

［1］Park RW，Kim TM，Kasif S，etal.Identification of raregerm line copy number variations over-represented in five human cancer types［J］. MolCancer，2015，14：25.

［2］Xie T，D′Ario G，Lamb JR，etal.A comprehensive characterization ofgenome-wide copy numberaberrations in colorectalcancer reveals novel oncogenes and patterns of alterations［J］.PLoSOne，2012，7（7）：e42001.

［3］Shlien A，Malkin D.Copy number variationsand cancer［J］.Genome Med，2009，1（6）：62.

［4］Redon R，Ishikawa S，F(xiàn)itch KR，et al.Global variation in copy number in the human genome［J］.Nature，2006，444（7118）：444-454.

［5］Iafrate AJ，F(xiàn)euk L，Rivera MN，et al.Detection of large-scale variation in the human genome［J］.NatGenet，2004，36（9）：949-951.

［6］FanciulliM，Petretto E，Aitman TJ.Gene copy number variation and common human disease［J］.Clin Genet，2010，77（3）：201-213.

［7］連帥彬，郭東亮，戴憲華.基因結(jié)構(gòu)變異檢測(cè)方法綜述［J］.現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2012，12（18）：3577-3588.

［8］Langa BC，Oliveira MM，Pereira SR，etal.Copy Number Analysis of the DLX4 and ERBB2 Genes in South African Breast Cancer Patients［J］.CytogenetGenome Res，2015，146（3）：195-203.

［9］Diskin SJ，Hou C，Glessner JT，et al.Copy number variation at 1q21.1 associated with neuroblastoma［J］.Nature，2009，459（7249）：987-991.

［10］Rohlin A，Eieng?rd F，Lundstam U，et al.GREM1 and POLE variants in hereditary colorectal cancer syndromes［J］.Genes ChromosomesCancer，2016，55（1）：95-106.

［11］應(yīng)莉莎，許沈華，蘇丹，等.高轉(zhuǎn)移卵巢上皮性癌基因表達(dá)譜中差異表達(dá)基因與染色體拷貝數(shù)變異的相關(guān)性［J］.中華婦產(chǎn)科雜志，2009，44（2）：126-130.

［12］Zhang L，Yuan Y，Lu KH，etal.Identification of recurrent focal copy number variationsand their putative targeted driver genes in ovarian cancer［J］.BMCBioinformatics，2016，17（1）：222.

［13］Meimei L，Peiling L，Baoxin L，etal.Lostexpression of DCC gene in ovarian cancer and its inhibition in ovarian cancer cells［J］.Med Oncol，2011，28（1）：282-289.

［14］Russo A，CalòV，Bruno L，et al.Hereditary ovarian cancer［J］.Crit Rev OncolHematol，2009，69（1）：28-44.

［15］Shimkets R，Gailani MR，Siu VM，et al.Molecular analysis of chromosome 9q deletions in two Gorlin syndrome patients［J］.Am J Hum Genet，1996，59（2）：417-422.

［16］Kuusisto KM，Akinrinade O，Vihinen M，etal.copy number variation analysis in familial BRCA1/2-negative Finnish breast and ovarian cancer［J］.PLoSOne，2013，8（8）：e71802.

［17］Mullany LK，Wong KK，Marciano DC，et al.Specific TP53 Mutants Overrepresented in Ovarian Cancer Impact CNV，TP53 Activity，Responses to Nutlin-3a，and Cell Survival［J］.Neoplasia，2015，17（10）：789-803.

［18］Huang FY，Kwok YK，Lau ET，etal.Genetic abnormalitiesand HPV status in cervical and vulvar squamous cell carcinomas［J］.Cancer GenetCytogenet，2005，157（1）：42-48.

［19］Kuglik P，Smetana J，Vallova V，et al.Genome-wide screening of DNA copy number alterations in cervical carcinoma patients with CGH+SNPmicroarrays and HPV-FISH［J］.Int JClin Exp Pathol，2014，7（8）：5071-5082.

［20］LeeM，Nam ES，Jung SH，etal.1p36.22 region containing PGD gene is frequently gained in human cervical cancer［J］.JObstetGynaecol Res，2014，40（2）：545-553.

［21］Ojesina AI，Lichtenstein L，F(xiàn)reeman SS，etal.Landscapeof genomic alterations in cervical carcinomas［J］.Nature，2014，506（7488）：371-375.

［22］Wang J，Chai YL，Wang T，etal.Genetic alterations of PIK3CA and tumor response in patientswith locally advanced cervical squamous cell carcinoma treated with cisplatin-based concurrent chemoradiotherapy［J］.Exp MolPathol，2015，98（3）：407-410.

［23］Moir-Meyer GL，Pearson JF，Lose F，et al.Rare germline copy number deletions of likely functional importance are implicated in endometrial cancer predisposition［J］.Hum Genet，2015，134（3）：269-278.

［24］Karageorgi S，Prescott J，Wong JY，et al.GSTM1 and GSTT1 copy number variation in population-based studies of endometrial cancer risk［J］.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2011，20（7）：1447-1452.

［25］Walker CJ，Miranda MA，O′Hern MJ，et al.Patterns of CTCF and ZFHX3 Mutation and Associated Outcomes in Endometrial Cancer［J］.JNatlCancer Inst，2015，107（11）.pii:djv249.

［26］Cancer Genome Atlas Research Network，Kandoth C，Schultz N，et al.Integrated genomic characterization of endometrial carcinoma［J］. Nature，2013，497（7447）：67-73.

［27］鄧禎祥，王文輝，李金明.整合卵巢癌染色體拷貝數(shù)變異與差異表達(dá)基因的生物信息學(xué)分析［J］.南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，34（6）：813-817.

Research Progress of Copy Number Variation in Gynecological Malignant Tumors

KANG Ya-fang，SUN Peng-ming.

Fujian Provincial Maternity and Children′s Health Hospital，Institute of Gynecologic Oncology，F(xiàn)ujian Provincial Maternity and Children′sHealth Hospitalof Fujian MedicalUniversity，F(xiàn)uzhou 350001，China

SUNPeng-ming，E-mail：sunfemy@hotmail.com

Copy number variations（CNVs）can serve as significantdisease susceptibilitymarkers inmany disorders.The availability of a large number of chromosomal copy number profiles in both malignant and normal tissues in cancer patients presentsan opportunity to characterize notonly somatic alterations butalso germline CNVs，whichmay confer increased risk for cancer.The determinationmethods of CNVsmainly includes the gene chip technology，high throughput sequencing，real-time quantitative PCR and FISH，etc.Themost importantmethod is the gene chip technology.At present the study of CNVs in gynecologicmalignant tumor is relatively limited.The article focus on researching that CNVs is closely related to some tumor disease of gynaecology，such as ovarian cancer，cervical cancer，endometrial cancer.Comprehensivemining of copy number variations and bioinformatics analysis，understanding of the progress of the gynecological malignant tumors，degradation mechanism，and providenew ideasandmethods for tumorprevention，diagnosisand treatment.

Variation（genetics）；Oligonucleotide array sequence analysis；Polymerase chain reaction；Ovarian neoplasms；Uterine cervicalneoplasms；Endometrialneoplasms（JInt Obstet Gynecol，2016，43：493-496）

2016-02-22）

［本文編輯王昕］

2015年福建省衛(wèi)生系統(tǒng)中青年骨干人才培養(yǎng)項(xiàng)目［閩衛(wèi)科教函（2014）385號(hào)2014-ZQN-ZD-5］

350001福州，福建省婦幼保健院婦科腫瘤實(shí)驗(yàn)室，福建醫(yī)科大學(xué)附屬福建省婦幼保健院

孫蓬明，E-mail：sunfemy@hotmail.com

△審校者