吳忱思,趙樂,吳建華,王英南,張風(fēng)賓,高立明,趙林,張衛(wèi)國,張瑞星*
原發(fā)性肝細(xì)胞癌(HCC)是我國常見的惡性腫瘤之一。HCC是目前全球發(fā)病率第5位、死亡率第2位的惡性腫瘤,每年約有70萬人死于肝癌[1],慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染是導(dǎo)致肝癌發(fā)病的主要危險因素之一[2]。HCC患者的臨床特征,包括腫瘤分期、腫瘤大小、病理類型、炎癥程度和門脈瘤栓,是影響其預(yù)后的重要因素。HCC復(fù)發(fā)率高、治療手段有限,因此患者的預(yù)后仍然較差[3-4]。
我國HCC的發(fā)病率呈逐年上升趨勢,這主要與HBV感染流行有關(guān),據(jù)世界衛(wèi)生組織報道,全球每年約有100萬人死于HBV感染所致的肝衰竭、肝硬化和肝癌[5-6]。我國是乙型肝炎的高發(fā)區(qū),根據(jù)第三次乙型肝炎流行病學(xué)調(diào)查統(tǒng)計,我國HBV的平均感染率為7.18%,其中慢性乙型肝炎患者高達(dá)3 000萬人[7]。根據(jù)HBV全基因序列或S區(qū)基因序列差異,HBV可分為A~J 10個基因型,我國HBV基因型主要為B型和C型[8-9]。
HBV是已知真核細(xì)胞中最小的病毒,由不完全的環(huán)狀雙鏈組成,其中一條較長的為負(fù)鏈,由3 200個堿基組成,包含4個開放讀碼框架(ORF),即S、X、C、P基因區(qū),分別編碼外膜蛋白、X蛋白、核殼蛋白和聚合酶蛋白[10]。S基因區(qū)可分為3段,從上游開始依次為前S1(pre-S1)區(qū)、前S2(pre-S2)區(qū)和S區(qū),HBV S區(qū)基因編碼的226個氨基酸組成的蛋白質(zhì)是乙肝表面抗原(HBsAg)的主要組成部分;pre-S2區(qū)和S區(qū)基因共同編碼中蛋白;pre-S1區(qū)、pre-S2區(qū)和S區(qū)3部分基因共同編碼大蛋白[11]。由于HBV缺乏DNA酶的校正功能,所以HBV特別容易引發(fā)基因突變[12]。近年來,多項研究表明HBV基因突變與肝癌患者發(fā)病密切相關(guān)[13-16],HBV S區(qū)基因突變與HCC發(fā)病機制的關(guān)系已經(jīng)成為研究熱點,本研究旨在探討HBV S區(qū)基因突變與HCC患者預(yù)后的關(guān)系。
1.1 肝癌組織標(biāo)本采集 本研究于2007—2009年采集在河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院行外科手術(shù)治療的46例乙型肝炎病毒相關(guān)性肝細(xì)胞癌(HBV-HCC)患者的肝癌組織標(biāo)本,患者均被證實感染HBV,并排除其他肝臟疾病。通過患者的臨床癥狀、體征、肝臟CT和/或MRI、血清甲胎蛋白(AFP)等檢查,診斷為HCC并行HCC根治術(shù),在術(shù)前及術(shù)后均未接受美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN)指南所推薦的放化療、靶向治療及局部介入治療。46例患者中女6例、男40例,中位年齡52歲。
本研究價值:
原發(fā)性肝細(xì)胞癌(HCC)的發(fā)病率逐年上升,已經(jīng)成為威脅我國人民健康的主要疾病,乙型肝炎病毒(HBV)是導(dǎo)致其發(fā)病的重要相關(guān)因素。我國是乙型肝炎的高發(fā)區(qū),有研究表明HBV基因突變與乙型肝炎病毒相關(guān)性肝細(xì)胞癌(HBVHCC)患者發(fā)病密切相關(guān),但是關(guān)于基因突變與肝癌患者預(yù)后的研究相對較少,因此研究基因突變對HBV-HCC患者預(yù)后的影響,對于提高患者生存期具有極其重要的意義,本研究發(fā)現(xiàn)門脈瘤栓和HBV S區(qū)529位點與HBV-HCC患者術(shù)后預(yù)后密切相關(guān),這一結(jié)果有利于在臨床中識別不良預(yù)后的HBV-HCC患者,及早治療,從而延長其生存期。
1.2 一般資料收集 年齡、性別、CHILD分級、基因型、腫瘤數(shù)目、門脈瘤栓、TNM分期、腫瘤大小。
1.3 術(shù)后隨訪 通過電話對患者或其家屬進(jìn)行隨訪,隨訪時間截至2012年9月,生存時間從術(shù)后第1天開始計算,至死亡之日或隨訪結(jié)束日為止。以月為單位計算生存期,隨訪時間為3年,每3個月進(jìn)行1次隨訪。本研究經(jīng)過河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。
1.4 基因組DNA提取、PCR擴增及基因測序 采集肝癌組織標(biāo)本置于-80 ℃冰箱保存,應(yīng)用Promega公司DNA試劑盒,經(jīng)過細(xì)胞核裂解、RNA降解、蛋白沉淀、離心、純化等步驟提取基因組DNA,并置于-20 ℃冰箱保存。通過美國國立生物技術(shù)信息中心(NCBI)數(shù)據(jù)庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/5536)查找引物(見表1)。對HBV S區(qū)的DNA序列進(jìn)行PCR擴增,采用美國Promega公司的PCR無色體系預(yù)混試劑盒,使用美國基因有限公司PCR儀(AS Applied Biosystems 9902)進(jìn)行目的基因擴增。其產(chǎn)物應(yīng)用Life Technologies公司的ABI 7300 TaqMan平臺,通過多重PCR法測出HBV-HCC患者肝癌組織的HBV基因型,并進(jìn)行循環(huán)測序及分析。為確保測序的準(zhǔn)確性,對同一個樣本應(yīng)用雙向重復(fù)測序方法,以明確HBV S區(qū)基因的突變位點。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用Log-rank檢驗分析生存率,采用Cox比例風(fēng)險模型對HBV-HCC患者術(shù)后生存影響因素進(jìn)行分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 不同一般資料HBV-HCC患者術(shù)后3年生存率比較 46例HBV-HCC患者的基因分型為25例B型、21例C型。不同門脈瘤栓、TNM分期、腫瘤大小的HBVHCC患者3年生存率比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表2)。
2.2 不同HBV S區(qū)基因突變位點HBV-HCC患者術(shù)后3年生存率比較 本研究對HBV S區(qū)的DNA序列進(jìn)行基因測序,共發(fā)現(xiàn)13個位點的突變頻率>5%,其中529位點、735位點不同堿基HBV-HCC患者術(shù)后3年生存率比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表3)。
2.3 HBV-HCC患者術(shù)后生存影響因素分析 將臨床指標(biāo)(年齡、性別、CHILD分級、腫瘤數(shù)目、門脈瘤栓、TNM分期、腫瘤大?。┖突蛲蛔兾稽c納入Cox比例風(fēng)險模型進(jìn)行分析,結(jié)果顯示門脈瘤栓、529位點是HBV-HCC患者術(shù)后生存的獨立影響因素(P<0.05,見表4)。
HBV屬嗜肝DNA病毒科,由于缺乏HBV聚合酶的校對功能,因此特別容易發(fā)生基因突變,HBV比其他DNA病毒的突變率高10倍以上[6,11]。由于HBV感染可以引起肝臟的病理及免疫損傷,基因突變的積累會直接影響病毒的活性和免疫應(yīng)答的強度,因此HBV基因突變所導(dǎo)致的病毒生物學(xué)變化在肝臟損傷過程中發(fā)揮著重要的作用[17]。研究發(fā)現(xiàn),HBV突變主要集中在基因組的某些特定區(qū)域,例如基本核心啟動子(BCP)、pre Core/Core區(qū)和pre S/S區(qū)[18]。本研究重點探討HBV S區(qū)基因的突變與HBV-HCC患者術(shù)后3年生存率的關(guān)系,并通過生存分析鑒定出與HBV-HCC患者預(yù)后相關(guān)的突變位點為529位點。
表1 HBV S區(qū)基因擴增和測序引物Table 1 Primer pairs used for amplification and sequencing of the S gene region of HBV
表2 不同一般資料HBV-HCC患者術(shù)后3年生存率比較Table 2 Postoperative 3-year survival rate in HBV-associated HCC patients with different data
HBV S區(qū)是HBV復(fù)制的關(guān)鍵區(qū)域,其所編碼的蛋白是HBsAg的主要組成部分,由S區(qū)基因編碼的HBsAg是HBV主要的抗原域,由226個氨基酸組成,含有一系列的構(gòu)象性抗原表位,其主要的親水區(qū)位于aa99-169,其中最重要的免疫功能區(qū)域是位于aa124-147的“a”決定簇[11,19],是HBsAg的主要作用位點。HBsAg可以刺激機體產(chǎn)生抗體從而清除HBV,有研究表明“a”決定簇區(qū)域的突變可能誘導(dǎo)HBsAg的抗原性或病毒的適應(yīng)性發(fā)生改變,甚至產(chǎn)生免疫逃逸,該區(qū)域的無義突變可以誘導(dǎo)HBsAg抗原性的改變,從而影響特異性抗體的產(chǎn)生[20-21]。如果突變位點位于“a”決定簇區(qū)域,該突變不會導(dǎo)致S區(qū)基因編碼的氨基酸替代,但是pre S/S區(qū)基因位點的突變,可能引起HBV聚合酶中的rtD134N的替代,從而導(dǎo)致HBV聚合酶的功能改變,進(jìn)而影響病毒復(fù)制[22]。本研究發(fā)現(xiàn),HBV S區(qū)529、735位點與HBV-HCC患者生存相關(guān),目前尚未見國內(nèi)外文獻(xiàn)對于這兩個位點的報道。既往研究表明,HBV S區(qū)基因突變可以誘導(dǎo)幾個特定的膜蛋白產(chǎn)生,從而激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激傳導(dǎo)通路,由此所產(chǎn)生的細(xì)胞毒性作用可以促進(jìn)肝臟損傷并誘發(fā)疾病,通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及大量活性氧的產(chǎn)生,可以引起DNA氧化損傷和基因組不穩(wěn)定,最終導(dǎo)致HCC的發(fā)生[6,23-25]。國內(nèi)外對于HBV S基因與HCC預(yù)后機制的研究尚未見報道,HBV S基因可能通過以上氨基酸替代、氧化損傷等過程,參與了腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和凋亡,導(dǎo)致肝癌的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移,從而影響了患者的生存期及預(yù)后。由于研究的局限性及發(fā)病機制的復(fù)雜性,對于HBV S基因突變與HCC致病及預(yù)后關(guān)系的研究有待進(jìn)一步探討,本研究為單中心研究,如果擴大樣本量,將其推廣到多中心進(jìn)行聯(lián)合研究,并進(jìn)行長期觀察,將有利于從基因水平深入探討肝癌的發(fā)病機制,從而改善患者的預(yù)后。
表3 不同HBV S區(qū)基因突變位點HBV-HCC患者術(shù)后3年生存率比較Table 3 Postoperative 3-year survival rate in HBV-associated HCC patients by mutations in the S gene region of HBV
表4 HBV-HCC患者術(shù)后生存影響因素的Cox比例風(fēng)險模型分析Table 4 Analysis of influencing factors for postoperative survival in HBV-associated HCC patients with the Cox proportional hazards model
總之,本研究發(fā)現(xiàn)了與HBV-HCC患者術(shù)后預(yù)后相關(guān)的HBV S基因突變位點,在臨床上針對HCC患者進(jìn)行相關(guān)HBV突變位點的基因檢測,有助于鑒定具有不良預(yù)后的HBV-HCC患者并對其進(jìn)行個體化治療。該突變位點的發(fā)現(xiàn)對于提高HCC患者生存期、改善其預(yù)后具有重要意義。