Septin9基因甲基化在結直腸癌中的研究進展*

陳嬌嬌，胡鳳娣，謝琳

650118 昆明，云南省腫瘤醫(yī)院/昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院 消化腫瘤內科

結直腸癌(colorectal cancer，CRC)是世界范疇內消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一。目前,其發(fā)病率和死亡率分別名列全球第3位和第2位[1]，超過80%的患者確診時已經發(fā)展到了中晚期，主要的治療手段為手術，化療和靶向治療。盡管CRC的治療方案已更加規(guī)范合理，但根治性手術后仍有30%～50%患者出現復發(fā)轉移，并且在晚期治療過程中發(fā)生耐藥，已成為臨床不可避免的難題。Septin9是一個有鳥苷三磷酸酶活性(GTPase)的保守基因家族，存在于除植物細胞外的各種真核細胞中[2]。Septin9基因及其表達產物參與了細胞增殖、凋亡及物質運輸等多種生物活動[3]。本文對Septin9基因甲基化在CRC中的研究進展進行了綜述，以期為后續(xù)研究提供參考。

1 Septin9基因的概述

Septin是有GTPase活性的保守蛋白骨架基因家族，普遍存在于除植物以外的全部真核生物中，在人類釀酒酵母芽生細胞周期過程中首次發(fā)現[4]。目前人類的Septin基因組家族一共包含了14個成員，分別命名為SEPT1～14。Septin9基因是Septin基因家族中的一位，位于人類染色體17q25.3，大小約219 kb、長度約2.4×105bp，共含有17個外顯子，可以編碼15種多肽。Septin基因的轉錄物中所含的翻譯起點和變異剪接有所不同，形成了很多截然不同的亞型，多種亞型之間有著特定的核苷酸順序相似性和氨基酸一致性[5]。Septin9主要通過中央區(qū)域的鳥核苷酸序列和骨架成份(肌動蛋白和微管蛋白等)來完成在細胞質中募集其他蛋白質的功能[6]。一旦Septin9蛋白的正常表達遭到小干擾RNA影響，細胞就不能完全分裂，而形成雙核細胞，Septin9基因的GTP結構域發(fā)生過表達則可直接影響Septin9聚合體的形成，導致細胞朝惡性發(fā)展[7]。

DNA甲基化是一種共價的化學修飾，在高等真核生物的基因組中，它只發(fā)生在鳥嘌呤二核苷酸的C5位點上，鳥嘌呤二核苷酸聚集形成了CPG島[8]。在CRC中CPG島甲基化[9]通過不同途徑影響基因表達，造成細胞增殖、分化等多種功能的異常。研究表明[10]，Septin9高甲基化與致癌作用有關，在甲基化過程可改變基因序列構象，同時甲基化的CpG位點招募結合甲基化的CpG結合蛋白并與其他蛋白作用形成異常染色質，從而抑制基因表達。隨著研究的不斷深入，Septin9基因與CRC的關系受到密切關注。

2 Septin9與CRC篩查

CRC的篩查方法可分為侵入性及非侵入性兩類。侵入性方法以結腸鏡檢查結合病理活檢為金標準，但是結腸鏡檢查需要全面的腸道準備工作，并有引起各種并發(fā)癥的可能性，患者依從性較差。非侵入方法包括糞便隱血試驗(fecal occult blood test，FOBT)及腫瘤標記物檢測等，雖然更容易被人們所接受，但靈敏度和特異性較低，這使得它們不適合作為CRC的篩查或診斷標志物。

近年來研究表明，血清Septin9基因甲基化(mSEPT)檢測在CRC中有較高的敏感性和特異性，許多薈萃分析提示mSEPT9可運用于CRC的篩查中[11-14]。Xie等[15]納入123例CRC患者和125例正常對照者，評估m(xù)SEPT9對CRC患者的診斷價值，并與FOBT和CEA和Ca-199進行比較。結果表明，在對CRC患者的篩查中，mSEPT9檢測的靈敏性和特異性遠優(yōu)于FOBT、Ca-199和CEA。當前的研究認為，Septin9甲基化陽性的檢出率與腫瘤TNM分期、Dukes分期、病理類型以及區(qū)域淋巴結和遠處轉移等因素有關[16-17]。

糞便DNA檢測CRC的方法也是近年來研究的新技術，CRC患者糞便中含脫落的DNA，腸道的堿性環(huán)境使DNA得到了更好的保存。研究表示糞便Septin9甲基化分析測定法對晚期結腸腺瘤和I～II期CRC檢測的靈敏度較mSEPT9檢測高，糞便檢測法可能更適合用于早期結直腸癌的篩查[18]。有研究收集了CRC患者、晚期結腸腺瘤患者、健康對照者共計124個血漿樣本、100個糞便樣本和60組配對樣本，結果顯示在CRC診斷中外周血Septin9檢測與糞便甲基化SEPT9測試有相似的靈敏度(83.3%vs85.6%)和特異性(92.1%vs90.1%)；然而，與血漿SEPT9測試相比，糞便SEPT9測試在檢測晚期結腸腺瘤和I-II期CRC方面靈敏度及特異性分別提高了35.9%和7.9%[19]。同時研究發(fā)現，聯(lián)合多靶點糞便FIT-DNA檢測可進一步提高CRC診斷靈敏度。而通過尿液樣本檢測DNA甲基化也是當下的一個新技術。循環(huán)腫瘤DNA通過腎小球濾過在尿液中排出，使尿液分析成為一種便利且無創(chuàng)的腫瘤檢測方法[20]。有研究對92名CRC患者和63名健康志愿者的尿液樣本進行了6個CRC相關標記(SEPT9、TMEFF2、SDC2、NDRG4、VIM和ALX4)的DNA甲基化水平分析，其中CRC患者的尿液SEPT9甲基化水平與對照組相比顯著提高[21]。上述的研究結果表明了糞便及尿液Septin9檢測為非侵入性CRC檢測提供了新的思路和方法，但目前的相關報道較少，值得進一步研究。若糞便和尿液檢查能夠運用于臨床，將可能進一步促進CRC篩查的全面推廣和早期干預。

3 Septin9與CRC的療效監(jiān)測

目前，CRC的治療療效監(jiān)測方法主要為CT檢查，但影像學檢查無法多次動態(tài)評估，提前預警CRC出現復發(fā)轉移的價值較低，且對較小病灶(直徑<1 cm)的靈敏度有限。除了用于腫瘤的篩查，近年來的研究發(fā)現，Septin9基因甲基化檢測還可用于CRC患者治療療效評價。據報道，mSEPT9檢測的靈敏度與CRC腫瘤負荷呈正相關[22-23]。mSEPT9甲基化表達水平可能作為疾病進展或緩解的指標[24-25]，血液中Septin9的ctDNA濃度的變化可能提示CRC患者治療是否有效[26]。Song等[27]共納入120例CRC患者，在術前和術后1、7天分別進行mSEPT9和CEA檢測，結果表明手術后第1天mSEPT9水平與術前相比下降了約58倍，CEA下降2.51倍，第7天mSEPT9水平與術前相比下降了約131.1倍，然而CEA水平只下降了約2.70倍。mSEPT9是比CEA更敏感、更適用的手術療效評估指標，且mSEPT9水平與腫瘤大小有很強的相關性，I～IV期CRC患者的mSEPT9水平隨著分期的升高，術后檢測水平呈現更加迅速的下降趨勢。Liu等[28]的研究共招募了51例IV期CRC肝轉移患者，其中20例接受了同期手術，31例接受了分期手術，并且在術前和術后7天分別進行了mSEPT9和CEA的水平檢測。結果顯示,無論是同期手術還是分期手術，術后Septin9、CEA顯示出明顯的下降趨勢(P<0.05)。同時手術后mSEPT9水平平均降低百分比(12.3%)顯著低于分期手術(33.8%，P<0.001)。研究認為血液中mSEPT9的水平與腫瘤負荷定量相關。同時生存分析顯示，mSEPT9在術前、術后檢測均為陰性的患者生存率高于陽性患者，提示mSEPT9可作為預后指標，在評估IV期CRC和肝轉移患者的治療反應和預后預測方面的敏感性高于CEA，有學者提出惡性腫瘤的血清蛋白標志物與疾病的發(fā)展沒有明顯的定量關系，而甲基化標志物可能存在定量關系[29]。

Septin9甲基化檢測除了運用于CRC手術前后的監(jiān)測，同樣可用于[30]化療期間的病情監(jiān)測。Bhangu等[31]研究納入了34例CRC伴肝轉移患者進行研究，這些患者在肝切除術前均接受新輔肋化療(neoCTx)治療。在治療初期和接受每個周期化療之前收集其外周血，結果發(fā)現在第一個化療周期后甲基化標志物水平仍然高的患者不能手術的風險較高，在新輔助化療的兩個周期后甲基化標志物表達水平下降的患者絕大多數對化療有應答。

上述的研究表明Septin9甲基化檢測有望作為常規(guī)的評估方法，監(jiān)測接受手術、化療的CRC患者的腫瘤狀態(tài)和治療效果。而mSEPT9的監(jiān)測作用是否同樣可以運用于靶向治療、放射治療等，以及是否可以聯(lián)合多種腫瘤標記物及其他特異性甲基化標記物共同評估，目前相應的研究較少，值得進一步探究。

4 Septin9與CRC的預后監(jiān)測

除了在CRC的早期檢測和篩查中的應用外，mSEPT9檢測還顯示出在CRC復發(fā)隨訪和生存預測方面的潛力。有研究發(fā)現，術后mSEPT9甲基化高表達可能提示CRC患者預后不良，值得密切關注[32-34]。

Song等[27]在之前的研究中對82例I～III期手術治療后的CRC患者進行為期21個月的隨訪，根據mSEPT9檢測結果將患者分為陰性組及陽性組。與檢測陰性的患者相比，mSEPT9陽性的患者死亡風險更高，提示mSEPT9是預測手術治療后生存機率的指標。Fu等[16]研究了19例接受了治療性手術的CRC患者，術前Septin9檢測陽性的16例患者經過手術切除后，有14例Septin9檢測結果變?yōu)殛幮?，并繼續(xù)對所有患者進行1年的隨訪后發(fā)現14例術后mSEPT9陰性患者中未見復發(fā)及轉移，然而2例術后檢測呈陽性患者均出現復發(fā)或轉移，數據表明mSEPT9基因甲基化水平的高表達與CRC出現復發(fā)或轉移之間密切相關。Sun等[35]招募了70名根治性切除術后的CRC患者，同時行mSEPT9、增強CT檢查和結腸鏡等檢查，檢查發(fā)現了21例患者復發(fā)或轉移，對于這部分的CRC患者，Septin9檢測的靈敏度為71.4%，聯(lián)合增強CT可以使靈敏度高達95.2%。這項研究表明，mSEPT9在監(jiān)測復發(fā)方面有很大的價值，并且結合其他檢查手段如CT等，可以更好地監(jiān)測CRC復發(fā)。有最新的研究使用了一種測定SEPT9的10個亞基的甲基化特異性定量PCR測定(mqMSP)方法，定量分析含量低至0.05%的腫瘤DNA的血漿樣品。該研究收集了82名CRC患者術前，術后及隨訪過程中的mqMSP檢測結果，并對患者進行為期3年的隨訪，結果發(fā)現3年內復發(fā)的24名患者有20名在術前、術后2周內檢測結果呈陽性；同時該研究還縱向隨訪監(jiān)測了部分患者，發(fā)現14名患者在復發(fā)前mqMSP檢測ctDNA的結果為陽性，與影像學分析相比，可提前8個月發(fā)現腫瘤復發(fā)[36]。目前的研究認為Septin9是CRC預后評估的一種有潛力的標記物，但是對不同分期的CRC患者預后的預測效果如何，以及術后5年甚至更長時間的復發(fā)轉移監(jiān)測是否有效，目前缺乏相應的研究。

5 Septin9與分子特征

CIMP型是指在基因組抑癌基因廣泛發(fā)生的啟動子區(qū)域CpG島序列甲基化，而造成部分基因功能失活的狀態(tài)，是CRC表觀遺傳學致病的一個途徑[37]。很多學者的研究都表明CIMP型CRC和多種分子特性有關，包括錯配修復基因MLH1的表觀遺傳學沉默、BRAF和KRAS突變等有關[38-39]。Sun等[35]在2019年發(fā)表的研究中對650例CRC患者進行了mSEPT9檢測時發(fā)現Septin9水平與錯配修復缺陷(dMMR)密切相關，dMMR可能增強SEPT9的高甲基化表達。近年來該團隊[40]進一步分析了mSEPT9表達水平與TP53突變狀態(tài)、dMMR和KRAS/NRAS/BRAF/PIK3CA基因型的相關性，結果顯示MLH-1表達在mSEPT9陽性患者中最高。TP53錯義突變組的Septin9平均Ct值

綜上所述，Septin9基因甲基化檢測技術不僅可以用于CRC篩查中，在療效評估和預后方面也展現了不俗的潛力，若能利用Septin9基因甲基化檢測建立預測復發(fā)、轉移和生存的模型，將極大的方便監(jiān)測治療前后的CRC進展情況，有效的評估患者預后，而Septin9結合腫瘤病理分子特征是否可以進一步改善CRC的個性化治療水平及提高預后的預測價值，值得我們進一步探索。

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