姜力豪 綜述,任慶蘭 審校
(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院腫瘤科 400016)
鼠雙微染色體2(murine double minute 2,MDM2)是1991年從一個(gè)含有雙微體(murine double mimut,MDM)的自發(fā)轉(zhuǎn)化的BALB/3T3DM細(xì)胞中克隆出來的一個(gè)高度擴(kuò)增的基因,其產(chǎn)物MDM2蛋白是p53的重要負(fù)性調(diào)節(jié)因子,通過p53途徑、非p53依賴途徑等多種方式調(diào)節(jié)細(xì)胞異常增殖和凋亡,在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。近年來,在關(guān)于多種人類腫瘤與MDM2的相關(guān)性研究中均顯示MDM2存在突變、擴(kuò)增、過表達(dá)等,該基因表達(dá)和功能的異常與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。雖然MDM2的檢測(cè)在臨床上受到限制,但在臨床工作中MDM2作為分子標(biāo)志對(duì)多種腫瘤預(yù)后的評(píng)估具有重大意義。
1.1 依賴p53的MDM2活性 p53是一種通過調(diào)控細(xì)胞周期停滯、細(xì)胞凋亡、DNA修復(fù)等過程中的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo),抑制細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡,影響腫瘤發(fā)生、發(fā)展的腫瘤抑制基因,其功能失活與MDM2密切相關(guān)。MDM2是RING型泛素蛋白連接酶的重要成員之一,大約10%的人類腫瘤存在MDM2基因的異常擴(kuò)增或過表達(dá)致p53功能失活,是p53信號(hào)傳導(dǎo)途徑的重要功能負(fù)性調(diào)節(jié)因子。它可以通過兩種途徑調(diào)節(jié)p53的功能。(1)直接與p53結(jié)合,阻礙p53蛋白與相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的相互作用,抑制p53的轉(zhuǎn)錄因子活性,從而抑制p53下游基因的轉(zhuǎn)錄。(2)MDM2能介導(dǎo)與其結(jié)合的p53蛋白從細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì);MDM2的E3泛素化酶活性能使與其結(jié)合的p53蛋白泛素化,進(jìn)而被蛋白水解酶降解。同時(shí)MDM2可以與p53形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán),在細(xì)胞受損時(shí),激活p53及其下游MDM2基因,隨著MDM2水平升高而使p53水平下調(diào),從而使p53功能失活,促進(jìn)腫瘤生長。
1.2 非依賴p53的MDM2活性 除了能夠與p53結(jié)合外,MDM2還可以和其他細(xì)胞蛋白相作用,即具有不依賴p53而促進(jìn)腫瘤生長的作用。p21是p53通路中的下游基因,其編碼蛋白可以介導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯及凋亡增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化療的敏感性。作為p21的負(fù)性調(diào)節(jié)因子,MDM2可繞過p53通路直接作用于p21,引起蛋白酶體介導(dǎo)的p21降解,降低p21蛋白的穩(wěn)定性,導(dǎo)致p21蛋白水平明顯降低[1]。MDM2也可以與PML蛋白相作用從而抑制其功能(PML蛋白是一個(gè)廣譜的腫瘤生長抑制因子,能夠抑制多種腫瘤細(xì)胞及癌性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的生長及致瘤性),促進(jìn)腫瘤的生長。因此,MDM2可以通過p53途徑及非p53依賴途徑等多種方式在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中扮演著重要的角色。
MDM2SNP309(rs2279744;T/G)是Bond等[2]于2004年在MDM2基因啟動(dòng)子p2(含有p53作用位點(diǎn)的啟動(dòng)子)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNP),使轉(zhuǎn)錄因子SP1的親和力增強(qiáng),促進(jìn)MDM2基因轉(zhuǎn)錄表達(dá),提高腫瘤細(xì)胞內(nèi) MDM2基因蛋白表達(dá)水平,進(jìn)而削弱p53途徑和非依賴p53途徑的腫瘤抑制功能,促進(jìn)多種遺傳性、散發(fā)性腫瘤的早期發(fā)生。故在多種腫瘤中MDM2基因存在過表達(dá)現(xiàn)象,如腎細(xì)胞癌[3]、胃癌[4]、肝癌[5]、膀胱癌[6]、淋巴瘤[7]、膠質(zhì)瘤[8]等。在 Wo等[9]研究顯示,GG 基因型發(fā)生腫瘤風(fēng)險(xiǎn)顯著增高(OR=1.123),GG/GT基因型發(fā)生腫瘤風(fēng)險(xiǎn)也增高(OR=1.028),提示MDM2SNP309可以作為評(píng)估腫瘤風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)志物。而MDM2在一些鱗癌中過表達(dá)現(xiàn)象更加明顯,如鼻咽鱗狀細(xì)胞癌[10]、喉鱗狀細(xì)胞癌[11]、食管鱗狀細(xì)胞癌[12]、肺鱗狀細(xì)胞癌[13]等。
鱗狀細(xì)胞癌是對(duì)放療最敏感的腫瘤之一,是所有惡性腫瘤中預(yù)后較好的一種,不僅在腫瘤早期時(shí)具有手術(shù)機(jī)會(huì),而且在晚期時(shí)也可以選擇放、化療等綜合治療。與其他惡性腫瘤相比,人們對(duì)鱗狀細(xì)胞癌預(yù)后的期望值更高,而MDM2的研究進(jìn)展,對(duì)指導(dǎo)多種惡性腫瘤特別是鱗狀細(xì)胞癌的臨床治療及改善預(yù)后有著重要的意義。
研究表明,晚期腫瘤患者中MDM2蛋白陽性率高于早期腫瘤患者,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者,低分化型顯著高于中高分化型[14],即在腫瘤轉(zhuǎn)移、浸潤中 MDM2基因過表達(dá)更明顯。對(duì)發(fā)生于不同部位的鱗狀細(xì)胞癌,MDM2的意義不同,在多數(shù)部位是MDM2基因過表達(dá)越明顯,其預(yù)后更差,如頭頸部的鼻咽鱗狀細(xì)胞癌[10]、喉鱗狀細(xì)胞癌[11]。但少數(shù)部位的腫瘤如早期肺鱗狀細(xì)胞癌,低水平的MDM2表達(dá)提示其預(yù)后很差[15]。下面分別介紹 MDM2對(duì)相關(guān)部位鱗狀細(xì)胞癌預(yù)后的獨(dú)特臨床意義。
2.1 頭頸部鱗狀細(xì)胞癌 頭頸部鱗狀細(xì)胞癌如鼻咽鱗狀細(xì)胞癌、喉鱗狀細(xì)胞癌、口腔鱗狀細(xì)胞癌等,與MDM2基因過表達(dá)呈正相關(guān)。Vlatkovic等[16]1991~2000年對(duì)198例頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者經(jīng)治療(手術(shù)/手術(shù)加放療)后進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn),5年生存者中MDM2基因呈較低水平表達(dá),提示MDM2基因表達(dá)越低,頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者的預(yù)后越好。(1)鼻咽鱗狀細(xì)胞癌。鼻咽鱗狀細(xì)胞癌是頭頸部最常見的鱗癌之一,中國是高發(fā)地區(qū)?,F(xiàn)已證實(shí)鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展與EB病毒相關(guān),但近年來關(guān)于MDM2基因在鼻咽鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)研究發(fā)現(xiàn),在鼻咽鱗狀細(xì)胞癌患者中MDM2基因也存在過表達(dá)現(xiàn)象,在Xiao等[10]對(duì)522例確診鼻咽鱗狀細(xì)胞癌的病例組和712例健康對(duì)照組的MDM2基因表達(dá)進(jìn)行分析,MDM2SNP309GG基因型的表達(dá)在鼻咽鱗狀細(xì)胞癌患者中表達(dá)明顯高于正常組(OR=2.83)。Sousa等[17]對(duì)124例確診鼻咽鱗狀細(xì)胞癌的病例組和712例健康對(duì)照組的MDM2基因的表達(dá)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在年齡較小者和臨床分期較早者中MDM2基因過表達(dá)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義更大,提示可以作為年輕人早期的篩查指標(biāo)之一。因此,MDM2基因可作為判斷鼻咽鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的重要指標(biāo)。(2)口腔鱗狀細(xì)胞癌、喉鱗狀細(xì)胞癌。目前,普遍認(rèn)為口腔鱗狀細(xì)胞癌和喉鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生與人乳頭狀瘤病毒(human papilloma virus,HPV)密切相關(guān),Wang等[18]對(duì)320例病例組(感染HPV16的口腔鱗狀細(xì)胞癌)和321例對(duì)照組(無瘤的HPV16感染者)中HPV16與MDM2基因表達(dá)的相關(guān)性研究表明,MDM2基因在人乳頭狀病毒16(HPV16)感染患者中的過表達(dá)增加了發(fā)生口腔鱗狀細(xì)胞癌和喉鱗狀細(xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)(OR=2.8),而TT基因型增高更加明顯(OR=5.5)。Hassumi-Fukasawa等[11]對(duì)9例原位癌、27例無轉(zhuǎn)移及27例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的喉鱗狀細(xì)胞癌進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的喉鱗狀細(xì)胞癌中MDM2基因的表達(dá)明顯高于前兩者,提示MDM2可以作為評(píng)估喉鱗狀細(xì)胞癌預(yù)后的標(biāo)志物之一。
2.2 胸腹部鱗狀細(xì)胞癌 (1)食管鱗狀細(xì)胞癌。食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生和發(fā)展雖然涉及多種病因?qū)W機(jī)制,但癌基因異??赡苁鞘彻馨┌l(fā)生、發(fā)展的一個(gè)重要原因。李靈敏等[12]應(yīng)用免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測(cè)43例食管鱗狀細(xì)胞癌、30例正常食管黏膜、30例非典型增生中MDM2基因表達(dá)的情況,發(fā)現(xiàn)正常食管黏膜、非典型增生及食管鱗狀細(xì)胞癌,MDM2基因的表達(dá)率呈逐漸升高的趨勢(shì)(0%、26.67%、51.13%),隨腫瘤惡性程度的增高其陽性表達(dá)率也逐漸增高(20.0%、47.1%、75.0%),且MDM2基因在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的陽性表達(dá)率(12/15,80%)較未轉(zhuǎn)移組中的陽性表達(dá)率(10/28,35.7%)高,二者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.667,P<0.05)),以上結(jié)果提示 MDM2基因的過表達(dá)與食管癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān),并與腫瘤的分化程度及預(yù)后密切相關(guān)。Ikeguchi等[19]對(duì)148例食管鱗狀細(xì)胞癌的患者(經(jīng)手術(shù)/手術(shù)加放化療治療)進(jìn)行隨訪分析,發(fā)現(xiàn)MDM2蛋白陽性的患者(48例,占總患者的32.4%)5年生存率是15.3%,MDM2蛋白陰性的患者(100例,占總患者的67.6%)5年生存率是38.5%,進(jìn)一步提示MDM2可以作為食管鱗狀細(xì)胞癌預(yù)后差的指標(biāo)。(2)肺鱗狀細(xì)胞癌。肺鱗狀細(xì)胞癌是非小細(xì)胞肺癌的一種,其預(yù)后相對(duì)較好。部分研究表明,在白種人非小細(xì)胞肺癌患者中MDM2SNP309GG型基因提示預(yù)后較差[20],而更多研究則發(fā)現(xiàn),高表達(dá)的p53結(jié)合低水平的MDM2基因表達(dá)在早期肺癌患者提示其預(yù)后更差[13,20-21]。Higashiyama等[13]報(bào)道MDM2蛋白陽性非小細(xì)胞肺癌患者生存率高于MDM2蛋白陰性的非小細(xì)胞肺癌患者。Ko等[21]發(fā)現(xiàn)MDM2基因的表達(dá)是評(píng)估非小細(xì)胞肺癌預(yù)后較好的一個(gè)獨(dú)立的指標(biāo),在MDM2基因陰性表達(dá)的人群中發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是MDM2基因陽性表達(dá)人群的3.42倍。最近報(bào)道表明,MDM2 SNP309GG型基因的非小細(xì)胞肺癌患者的平均生存時(shí)間(33.0個(gè)月)明顯高于 GT/TT型患者(23.0個(gè)月),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.028),提示MDM2SNP309GG型基因是預(yù)后較好的標(biāo)志物之一[22]。(3)宮頸鱗狀細(xì)胞癌。宮頸鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生率非常高,占宮頸癌的90%。目前,關(guān)于 MDM2基因過表達(dá)對(duì)宮頸鱗狀細(xì)胞癌預(yù)后影響的觀點(diǎn)不盡一致。HPV與宮頸癌的發(fā)生密切相關(guān),但相關(guān)研究表明,MDM2基因的表達(dá)并不增加HPV致宮頸鱗癌的風(fēng)險(xiǎn)性[23]。Meissner等[24]對(duì)巴西的72例宮頸癌患者(鱗狀細(xì)胞癌占92.5%)和100例正常對(duì)照組中MDM2基因的表達(dá)水平分析發(fā)現(xiàn),MDM2基因的表達(dá)對(duì)宮頸癌的發(fā)病無顯著影響。而國內(nèi)多數(shù)學(xué)者認(rèn)為MDM2基因的表達(dá)對(duì)判斷宮頸癌的預(yù)后有指導(dǎo)作用。王東紅等[25]對(duì)40例宮頸上皮內(nèi)瘤變(cervical intraepithelial neoplasias,CIN)、62例宮頸鱗狀細(xì)胞癌和20例慢性子宮頸炎的石蠟標(biāo)本中MDM2蛋白的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)MDM2蛋白在宮頸鱗狀細(xì)胞癌組中的表達(dá)高于CIN組和慢性子宮頸炎組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);同時(shí)在宮頸鱗狀細(xì)胞癌中,MDM2蛋白的表達(dá)隨分級(jí)的增加而增高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示MDM2蛋白宮頸鱗狀細(xì)胞癌的診斷和預(yù)后評(píng)估有價(jià)值。但是,放療前、后比較 MDM2蛋白表達(dá)水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[26]。MDM2基因的表達(dá)對(duì)于宮頸癌的價(jià)值尚不統(tǒng)一,需進(jìn)一步研究。
隨著對(duì)MDM2的研究進(jìn)展,對(duì)MDM2檢測(cè)方法也得到發(fā)展,標(biāo)本從病理組織到外周血,方法從免疫組織化學(xué)到熒光定量,越來越簡易、精確。20世紀(jì)90年代末及2000年初對(duì)MDM2的檢測(cè)多采用免疫組織化學(xué)檢測(cè)方法,其標(biāo)本多為病理組織,由于受到各種限制,此方法在那個(gè)時(shí)期主要用于科研。近年報(bào)道的MDM2檢測(cè)方法多為全血細(xì)胞基因組DNA提取聯(lián)合PCR-RFLP方法,少數(shù)采用MGB探針法和基因測(cè)序法,前者自動(dòng)化程度低,難以質(zhì)控,后者則檢測(cè)成本較高,最終難以普及。目前,最新報(bào)道的檢測(cè)方法是煮沸法提取全血細(xì)胞中的DNA后熒光定量,該方法具有較廣泛的適用范圍,較好的臨床適用性[27],但還是難以到達(dá)臨床檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn),還需要尋找一種更簡便、快捷、低成本的檢測(cè)方法,使MDM2的檢測(cè)更廣泛應(yīng)用于臨床。
MDM2蛋白作為p53的重要負(fù)性調(diào)節(jié)因子,通過p53途徑、非p53依賴途徑等多種方式調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和凋亡,在腫瘤特別是鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。多種鱗狀細(xì)胞癌如頭頸部鱗癌、食管鱗癌、肺鱗狀細(xì)胞癌和宮頸鱗癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸與MDM2基因表達(dá)密切相關(guān),故MDM2可作為鱗癌發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后評(píng)估的生物標(biāo)志,對(duì)鱗癌的個(gè)體化治療、靶向治療有重要的臨床意義。但目前MDM2檢測(cè)還不夠快捷、簡易、低廉,不能廣泛用于臨床,還需進(jìn)一步研究。
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