ERCC1基因多態(tài)性與大腸癌化療療效相關(guān)性的研究進(jìn)展

孔　易，白江濤，鄭紀(jì)寧

(承德醫(yī)學(xué)院，河北承德　067000)

綜述講座

ERCC1基因多態(tài)性與大腸癌化療療效相關(guān)性的研究進(jìn)展

孔易，白江濤，鄭紀(jì)寧△

(承德醫(yī)學(xué)院，河北承德067000)

ERCC1基因;大腸癌;化療;鉑類(lèi)藥物

近年來(lái)，對(duì)大腸癌的研究和報(bào)道逐漸增多，對(duì)大腸癌的臨床病理特征不斷有新的認(rèn)識(shí)。大腸癌是最常見(jiàn)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和病死率都很高[1]。在世界范圍內(nèi)，大腸癌的發(fā)病率在男性腫瘤中居第四位，在女性腫瘤中居第五位。在中國(guó)，根據(jù)國(guó)家衛(wèi)生部在2006年所做的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大腸癌死亡率已上升至惡性腫瘤死亡率的第五位，發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì)，人群發(fā)病率高峰表現(xiàn)在60-75歲，已經(jīng)嚴(yán)重危害到人們的健康。時(shí)至今日，手術(shù)和化療仍是治療大腸癌的主要手段，但對(duì)于因合并其它系統(tǒng)疾病或因高齡而限制進(jìn)行手術(shù)的患者，以及在確診時(shí)大腸癌已經(jīng)達(dá)到晚期或已經(jīng)向其它器官轉(zhuǎn)移的患者，藥物化療將成為其主要的姑息治療方法。由于個(gè)體之間存在異質(zhì)性，我們?cè)谂R床治療中仍然可以見(jiàn)到不同患者對(duì)同一化療藥物的化療敏感性存在著明顯的差異，一些患者的化療效果不十分滿意，給患者帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和身心痛苦。如何選擇合理化療方案，使個(gè)體患者最大程度地受益是當(dāng)前急待解決的問(wèn)題。目前，在臨床化療過(guò)程中，以鉑類(lèi)藥物(如順鉑、奧沙利鉑等)為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療成為大腸癌的一線標(biāo)準(zhǔn)治療方案，研究發(fā)現(xiàn)，患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的化療敏感性與DNA損傷修復(fù)密切相關(guān)。切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1(excision repair cross completion gene 1,ERCC1)是DNA損傷修復(fù)過(guò)程中的關(guān)鍵基因之一，可能成為大腸癌患者對(duì)鉑類(lèi)化療藥物化療敏感性的預(yù)測(cè)指標(biāo)之一。本文對(duì)ERCC1基因多態(tài)性影響大腸癌患者的化療療效方面的研究及進(jìn)展加以綜述。

1　ERCC1基因結(jié)構(gòu)及功能

ERCC1基因最初是從HeLa細(xì)胞克隆出，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)并克隆的人類(lèi)DNA損傷修復(fù)基因，具有修復(fù)細(xì)胞DNA損傷的功能。ERCC1基因位于人類(lèi)第19號(hào)染色體長(zhǎng)臂上(19q13.2-3)，基因全長(zhǎng)15×103bp，ERCC1基因編碼的產(chǎn)物為 ERCC1蛋白，該蛋白含有297個(gè)氨基酸，分子量為32.5kDa[2]。

ERCC1基因是人體DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)核苷酸切除修復(fù)途徑基因家族中重要的成員之一，ERCC1是一種高度保守的單鏈DNA核酸內(nèi)切酶，通過(guò)與特異性核酸內(nèi)切酶形成一種ERCC1-XPF異二聚體的結(jié)構(gòu)，其是識(shí)別并與受損區(qū)域結(jié)合的限速因子，能夠連結(jié)5’端的核酸內(nèi)切酶。同時(shí)，DNA受損鏈的3’端被XPG因子切除，參與核苷酸切除修復(fù)、DNA的復(fù)制等[3、4]。根據(jù)有關(guān)研究顯示[5]，ERCC1基因的表達(dá)水平與鉑類(lèi)藥物的化療敏感性密切相關(guān)，可作為鉑類(lèi)化療藥物療效的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)。溫欽生等[6]研究顯示，基因多態(tài)性可引起不同個(gè)體產(chǎn)生藥理學(xué)的效果差異，ERCC1基因同一位點(diǎn)不同基因型可以導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞中ERCC1表達(dá)水平不同。在鉑類(lèi)藥物作用于腫瘤細(xì)胞后，使細(xì)胞周期停滯在G2/M期，而ERCC1的高表達(dá)可以迅速修復(fù)停滯在G2/ M期的受損的DNA，使腫瘤細(xì)胞存活增多而發(fā)生耐藥;反之，ERCC1表達(dá)過(guò)低則會(huì)減弱細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)能力，從而提高細(xì)胞對(duì)鉑類(lèi)藥物敏感性，使化療療效升高。Wilson等[7]的研究也提示，ERCC1基因的mRNA在轉(zhuǎn)錄以后，前體RNA可以被加工成兩個(gè)成熟mRNA(分別為1.0kb、1.1kb)，只有1.1kb mRNA編碼的293個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)才能夠?qū)p傷的細(xì)胞DNA進(jìn)行切除修復(fù)，使個(gè)體在臨床化療過(guò)程中表現(xiàn)為耐藥。也有研究報(bào)告顯示[8、9]，在DNA損傷修復(fù)途徑中，最主要的一步是對(duì)損傷DNA 5’端的切除。ERCC1的過(guò)度表達(dá)可使的損傷DNA迅速修復(fù)，使腫瘤患者對(duì)鉑類(lèi)化療藥物產(chǎn)生耐藥性。通過(guò)抑制ERCC1的表達(dá)，可降低其對(duì)pt-DNA加合物修復(fù)的能力。

2　鉑類(lèi)藥物的作用機(jī)制

鉑類(lèi)化療藥物是對(duì)具有生物活性的含鉑藥物的總稱，臨床上常用的有奧沙利鉑、順鉑等。目前，以鉑類(lèi)藥物為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療在臨床應(yīng)用中已被作為大腸癌一線標(biāo)準(zhǔn)治療方案。有關(guān)研究[10、11]認(rèn)為，鉑類(lèi)藥物的耐藥機(jī)制主要有:化療藥物外排的增加、患者耐藥相關(guān)基因的改變、DNA的損傷修復(fù)能力增強(qiáng)、細(xì)胞凋亡受到抑制等。因此，研究DNA損傷修復(fù)基因單核苷酸多態(tài)性與患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的化療敏感性的關(guān)系，對(duì)于指導(dǎo)臨床個(gè)體化的治療有十分重要意義。DNA損傷修復(fù)能力的改變是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，鉑類(lèi)藥物的抗癌活性是通過(guò)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，與細(xì)胞DNA上的堿基結(jié)合，在DNA的雙鏈中形成共價(jià)交聯(lián)(鏈內(nèi)或鏈間)，并與DNA綁定，形成 pt-DNA加合物，引起一系列細(xì)胞內(nèi)事件發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞DNA損傷，最終使腫瘤細(xì)胞死亡。機(jī)體的DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)可以修復(fù)這類(lèi)損傷，從而影響患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的化療敏感性。腫瘤細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)能力不同，會(huì)導(dǎo)致其對(duì)鉑類(lèi)化療藥物的敏感性產(chǎn)生差異。因此，個(gè)體DNA損傷修復(fù)能力的差異可能是決定鉑類(lèi)藥物療效的重要因素。人類(lèi)DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)主要有4種途徑:即錯(cuò)配修復(fù)(mismatch repair,MMR)、堿基剪切修復(fù)(base excision repair,BER)、DNA雙鏈斷裂修復(fù)(DNA doublestrand-break repair,DSBR)及核苷酸切除修復(fù)(nucleotide excision repair,NER)。其中，NER在DNA共價(jià)損傷的修復(fù)中可以切除修復(fù)各種結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的DNA損傷，這些損傷多造成的是DNA雙螺旋扭曲，很多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與NER通路中的基因異常密切相關(guān)。ERCC1基因是NER通路中的主要基因，它的上調(diào)表達(dá)可提高機(jī)體的DNA損傷修復(fù)能力，明顯降低患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的化療敏感性，使療效偏差。目前，越來(lái)越多的研究表明，ERCC1基因的表達(dá)水平與患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的耐藥性及使用后的生存時(shí)間密切相關(guān)，可以作為臨床上預(yù)測(cè)鉑類(lèi)藥物治療大腸癌的療效的指標(biāo)[12、13]。

3　ERCC1基因多態(tài)性與大腸癌

3.1ERCC1基因多態(tài)性基因多態(tài)性是指在生物群體中，基因內(nèi)含子或調(diào)節(jié)序列區(qū)域堿基對(duì)的改變，即在某一基因位點(diǎn)上，同時(shí)和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的等位基因的現(xiàn)象?；蚨鄳B(tài)性在一般情況下不影響基因編碼蛋白質(zhì)的表型，但是影響蛋白質(zhì)表達(dá)及使基因的轉(zhuǎn)錄水平或活性增強(qiáng)或降低?；蚨鄳B(tài)性在闡述人體對(duì)疾病的易感和耐受及不同個(gè)體對(duì)藥物治療的不同反應(yīng)等方面有重要作用。

ERCC1基因存在G15310C、C8092A、A17677C、C19007T和G19716C等多個(gè)位點(diǎn)的單核苷酸多態(tài)性, 其中研究較多的是C8092A和C19007T兩個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)性。ERCC1基因C8092A單核苷酸多態(tài)性，發(fā)生在3’非翻譯區(qū)，產(chǎn)生C→A的突變，可能改變基因功能和影響 mRNA的穩(wěn)定性[14]。C19007T單核苷酸多態(tài)性是ERCC1 基因第118位密碼子，位于4號(hào)外顯子，它產(chǎn)生C→T的突變[15]，雖然該突變?yōu)闊o(wú)義突變，即突變前后均編碼同一種氨基酸(天冬氨酸)。但研究[16]顯示，這種突變可能影響細(xì)胞中ERCC1基因的表達(dá)水平，改變機(jī)體的DNA損傷修復(fù)能力，從而使患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的化療敏感性發(fā)生改變，影響化療療效。

3.2ERCC1基因多態(tài)性與大腸癌近年來(lái)，ERCC1基因多態(tài)性與大腸癌的化療療效之間相關(guān)性的研究逐漸增多。梁軍等[17]采用以?shī)W沙利鉑為基礎(chǔ)的化療方案治療晚期大腸癌的患者99例，發(fā)現(xiàn)ERCC1基因C/C基因型患者比T/ T+C/T基因型患者中位腫瘤進(jìn)展時(shí)間長(zhǎng)(P＜0.01)，提示ERCC1基因第118位密碼子不同基因型與晚期大腸癌患者對(duì)含奧沙利鉑的化療方案的生存時(shí)間也有所不同，C/C基因型患者的化療療效可能相對(duì)較好。賀文興等[18]通過(guò)檢測(cè)73例晚期大腸癌患者對(duì)奧沙利鉑+甲酰四氫葉酸鈣+氟尿嘧啶方案(FOL-FOX4)化療的療效，顯示ERCC1基因C/ C基因型組比C/T+T/T基因型組對(duì)FOL-FOX4方案化療的有效率更高(兩組分別為53.1%，22.0%) ，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05) 。這表明不同的患者對(duì)鉑類(lèi)藥物化療有效率與ERCC1基因第118位密碼子多態(tài)性存在相關(guān)性，ERCC1基因第118位密碼子多態(tài)性可能成為預(yù)測(cè)患者對(duì)鉑類(lèi)藥物化療敏感性的參考指標(biāo)之一。Chang等[19]通過(guò)研究168例結(jié)直腸癌患者ERCC1基因C19007T位點(diǎn)不同基因型，結(jié)果顯示C/T或T/T基因型的癌組織 ERCC1基因的表達(dá)水平顯著高于C/C基因型，同時(shí)，C/T+T/T基因型患者較C/C 基因型患者對(duì)奧沙利鉑的敏感性明顯降低。Park等[20]研究證明，ERCC1基因C19007T位點(diǎn)含有T的患者，由于DNA修復(fù)過(guò)強(qiáng)而導(dǎo)致奧沙利鉑的療效較差，C/C基因型患者化療療效更好。Paré等[21]通過(guò)對(duì)采用5-氟尿嘧啶+草酸鉑方案化療的126例晚期大腸癌患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ERCC1基因的過(guò)度表達(dá)可能導(dǎo)致大腸癌患者對(duì)鉑類(lèi)藥物產(chǎn)生耐藥性。Huang等[22]研究表明，ERCC1基因C19007T位點(diǎn)多態(tài)性與患者總生存率明顯相關(guān)，C/C基因型比T/ T+C/T基因型患者總生存率長(zhǎng)，C/C基因型的化療療效更好。但是，也有一些研究[23]持不同意見(jiàn),認(rèn)為ERCC1基因C19007T位點(diǎn)T/T基因型患者對(duì)鉑類(lèi)藥物的療效較好。這些爭(zhēng)議仍需要進(jìn)一步探討。

4　結(jié)語(yǔ)

大腸癌是多階段發(fā)展、多因素參與的疾病，隨著功能性基因組學(xué)的研究發(fā)展以及分子生物學(xué)水平的提高，人們對(duì)大腸癌發(fā)生、發(fā)展及治療的機(jī)制有更深層次的理解，通過(guò)對(duì)基因多態(tài)性與化療敏感性相關(guān)性的研究，對(duì)于闡明大腸癌的發(fā)病機(jī)理、認(rèn)識(shí)大腸癌的本質(zhì)，進(jìn)而進(jìn)行臨床治療有十分重要的意義。

ERCC1基因是目前研究較熱門(mén)的DNA損傷修復(fù)基因之一，盡管在大腸癌中ERCC1基因多態(tài)性與患者對(duì)鉑類(lèi)藥物化療敏感性及其預(yù)后的關(guān)系還存有爭(zhēng)議，但已有大量研究表明，ERCC1基因不同基因型與大腸癌患者對(duì)鉑類(lèi)藥物化療的敏感性密切相關(guān)。對(duì)ERCC1基因多態(tài)性的進(jìn)一步研究，將使大腸癌患者的個(gè)體化用藥成為可能，有可能進(jìn)一步的增強(qiáng)患者化療的療效，提高患者預(yù)后的生存率，從而使患者得到最大的獲益。

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