DNA甲基化在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

朱飛虎，徐智慧

·綜 述·

DNA甲基化在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

朱飛虎，徐智慧

浙江中醫(yī)藥大學(xué)胸外科，浙江杭州 310053

在我國(guó)，非小細(xì)胞肺癌的發(fā)病率和病死率較高。目前，臨床缺乏對(duì)非小細(xì)胞肺癌的早期篩查方法。DNA甲基化屬表觀遺傳修飾，具有較高的特征性，廣泛存在于非小細(xì)胞肺發(fā)生發(fā)展的各個(gè)階段，對(duì)患者的血清、血漿、肺泡灌洗液、痰液等標(biāo)本基因甲基化狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，可用于臨床非小細(xì)胞肺癌的早期診斷。本文旨在綜述DNA甲基化在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展。

DNA甲基化；非小細(xì)胞肺癌；抑癌基因

研究顯示，肺癌的多種基因存在甲基化，甲基化DNA片段參與其不良預(yù)后的發(fā)生及腫瘤的復(fù)發(fā)[1-2]。非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）屬基因性疾病，多伴有表觀遺傳學(xué)信息改變，其發(fā)生發(fā)展受表觀遺傳學(xué)信息改變的影響[3-5]。表觀遺傳學(xué)的發(fā)生機(jī)制主要為組蛋白修飾、染色體修飾和DNA甲基化。NSCLC的診斷主要依據(jù)其臨床癥狀、影像學(xué)檢查及組織病理學(xué)檢查等，但多數(shù)患者臨床癥狀出現(xiàn)較晚，且活體取樣困難，在首次診斷時(shí)已處于腫瘤晚期階段，因此無(wú)創(chuàng)早期診斷具有重要意義。DNA甲基化改變是細(xì)胞癌變過(guò)程的早期事件，在腫瘤早期診斷中具有重要價(jià)值。

1 DNA甲基化概述

1.1 DNA甲基化的概念

DNA甲基化是指DNA甲基化酶催化S-腺苷甲硫氨酸，使其成為甲基供體。DNA修飾可改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA穩(wěn)定性、DNA與蛋白質(zhì)的相互作用方式等，控制基因表達(dá)，參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展；阻礙轉(zhuǎn)錄子與啟動(dòng)子的結(jié)合，沉默機(jī)體耐藥基因，使機(jī)體產(chǎn)生耐藥性[6]。腫瘤組織中與CpG相關(guān)的DNA常見(jiàn)重復(fù)序列、印記基因與組織特異性基因可呈現(xiàn)去甲基化狀態(tài)，甲基化水平相對(duì)于正常組織較低，可增加染色質(zhì)螺旋度，抑制轉(zhuǎn)錄基因的表達(dá)[7]。研究顯示，DNA甲基化與甲基化、磷酸化、乙?；?、泛素化、腺苷二磷酸核糖基化之間可相互作用，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，影響組蛋白甲基化、乙酰化狀態(tài)。另有研究表明，DNA甲基化能夠直接影響組蛋白的乙?；图谆癄顟B(tài)。

1.2 DNA甲基化檢測(cè)、篩查

抑癌基因的表達(dá)受異常DNA甲基化的影響，DNA甲基化的異常能夠激活原癌基因的表達(dá)，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[8]。DNA甲基化是腫瘤發(fā)生的早期事件，可作為NSCLC早期診斷和篩查的潛在標(biāo)志物。研究表明，肺癌患者血漿DNA甲基化發(fā)生率高于不吸煙患者，肺癌患者的多種抑癌基因甲基化發(fā)生率亦較高。

2 DNA甲基化與NSCLC的早期診斷

2.1 血清、血漿DNA甲基化檢測(cè)

應(yīng)用外周血檢測(cè)DNA甲基化的方法具有采集方便、侵入性小的特點(diǎn)。腫瘤患者進(jìn)行外周血檢測(cè)，壞死腫瘤細(xì)胞釋放較多的循環(huán)DNA，對(duì)比腫瘤患者、非腫瘤患者血清中DNA甲基化水平，可區(qū)分腫瘤與非腫瘤[9-10]。研究表明，肺癌患者的O6-甲基鳥(niǎo)嘌呤-DNA-甲基轉(zhuǎn)移酶（O6-methylguanine-DNA-methyltransferase，MGMT）、Ras相關(guān)區(qū)域家族1A（ras association domain family 1A，RASSF1A）、p16基因甲基化發(fā)生率分別為18.7%、12.1%、15.4%，且其血清抑癌基因DNA甲基化率高于非惡性腫瘤患者，提示血清DNA甲基化檢測(cè)可用于肺癌的早期診斷[11]。外周血檢測(cè)存在的主要問(wèn)題是部分樣本DNA含量較低、缺乏器官特異性，而DNA含量的問(wèn)題有望通過(guò)提高檢測(cè)技術(shù)敏感度解決。

2.2 痰液DNA甲基化檢測(cè)

痰液為非入侵方式獲取的標(biāo)本，研究顯示，可在肺癌患者癌組織及痰液標(biāo)本中檢測(cè)出異常甲基化的P16，而良性肺部疾病患者未發(fā)現(xiàn)基因異常DNA甲基化的情況，表明患者痰液DNA甲基化檢測(cè)可用于肺癌的診斷。研究發(fā)現(xiàn)，吸煙人群肺癌發(fā)病率較高，肺癌人群痰液較多，在肺癌的早期篩查中較為重要[12-13]。痰液多由肺中部產(chǎn)生，檢測(cè)中央型肺癌患者痰液異常DNA甲基化對(duì)于肺癌的診斷具有重要意義，但因NSCLC中腺癌多發(fā)生于肺外周，故痰液DNA甲基化檢測(cè)易漏診部分的腺癌患者。

2.3 氣管灌洗液DNA甲基化檢測(cè)

氣管灌洗液具有含非細(xì)胞DNA、定位準(zhǔn)確、特異性高等特點(diǎn)，且其具有侵入性，需采用支氣管鏡進(jìn)行檢查[14]。NSCLC患者及非腫瘤患者支氣管灌洗液腫瘤特異性基因研究顯示，NSCLC患者的DNA甲基化發(fā)生率較高，支氣管灌洗液診斷肺癌敏感度為81.0%、特異性為97.4%，提示檢測(cè)支氣管灌洗液DNA甲基化發(fā)生率對(duì)于NSCLC的診斷具有重要意義。

3 NSCLC的治療方法

3.1 靶向藥物單藥治療

研究表明，給予伴有表皮生長(zhǎng)因子受體突變的NSCLC患者厄洛替尼新輔助治療，其無(wú)進(jìn)展生存期為11.2個(gè)月，中位總生存期為51.3個(gè)月，36.8%的患者出現(xiàn)厄洛替尼相關(guān)不良反應(yīng)，15.8%的患者出現(xiàn)3～4級(jí)不良反應(yīng)[15]。

3.2 靶向藥物聯(lián)合治療

患者采用阿法替尼治療2個(gè)月后行同步放化療，治療后選取部分患者行手術(shù)治療，余患者采用阿法替尼繼續(xù)治療，結(jié)果顯示，手術(shù)治療患者主要病理緩解率為57.1%，完全病理緩解率為41.3%，整體客觀緩解率為69%[16]。

3.3 免疫單藥治療

多中心單臂Ⅱ期臨床研究顯示，予101例NSCLC患者程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）抑制劑阿替利珠單抗治療，其中90例患者行手術(shù)治療，術(shù)后客觀緩解率為7%，主要病理緩解率為18%，完全病理緩解率為5%，2例患者出現(xiàn)與治療無(wú)關(guān)的5級(jí)不良反應(yīng)，29例患者出現(xiàn)3～4級(jí)不良反應(yīng)[17]。

3.4 雙免疫聯(lián)合治療

隨機(jī)Ⅱ期臨床研究比較，PD-1抑制劑納武利尤單抗聯(lián)合細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4抑制劑伊匹單抗（ipilimumab）與納武利尤單抗的治療效果，其中23例NSCLC患者接受納武利尤單抗治療，21例患者接受納武利尤單抗聯(lián)合ipilimumab治療，結(jié)果顯示，納武利尤單抗組的客觀緩解率為22%，主要病理緩解率為17%，完全病理緩解率為9%；納武利尤單抗聯(lián)合ipilimumab組的客觀緩解率為19%，主要病理緩解率為33%，完全病理緩解率為29%；兩組患者3～4級(jí)不良反應(yīng)發(fā)生率分別為13%和5%[18]。

3.5 MGMT基因甲基化

DNA甲基化在NSCLC的發(fā)生和轉(zhuǎn)移中具有重要作用，根據(jù)特異性甲基化基因合成抗癌藥物在腫瘤治療發(fā)揮重要作用[19]。研究表明，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT）抑制劑糾正異常DNA甲基化，使機(jī)體細(xì)胞發(fā)生生物學(xué)改變，抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。應(yīng)用去甲基化藥物對(duì)患者的甲基化失衡狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)在腫瘤治療中尤為重要，但使用DNA去甲基化藥物對(duì)NSCLC患者進(jìn)行治療具有局限性，可致癌；且使用DNMT抑制劑對(duì)患者的DNA甲基化進(jìn)行糾正后，患者可再次出現(xiàn)甲基化，導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)。對(duì)癌前病變或腫瘤進(jìn)行去甲基化可恢復(fù)某些關(guān)鍵性抑癌基因的功能，起到預(yù)防和治療腫瘤的作用。MGMT基因可抵抗常見(jiàn)致癌物，且基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島甲基化可停止其基因轉(zhuǎn)錄，與NSCLC的發(fā)生關(guān)系較為密切[20-21]。

4 DNA甲基化與NSCLC的預(yù)后、復(fù)發(fā)、化療敏感性

DNA甲基化與NSCLC患者的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移具有一定的相關(guān)性，表觀遺傳學(xué)異?？纱龠M(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，對(duì)NSCLC預(yù)后的判斷具有重要意義。NSCLC患者不良預(yù)后的發(fā)生與異常DNA甲基化相關(guān)，異常DNA甲基化參與DNA修復(fù)、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞分化、細(xì)胞分裂、細(xì)胞轉(zhuǎn)移及侵襲，且不同甲基化狀態(tài)可顯示不同組織學(xué)類型肺癌患者的預(yù)后，也可對(duì)相同類型肺癌患者預(yù)后進(jìn)行預(yù)測(cè)?？缒さ鞍?96的甲基化狀態(tài)可預(yù)測(cè)肺鱗狀細(xì)胞癌、肺腺癌患者預(yù)后。跨膜蛋白88可用于NSCLC預(yù)測(cè)，研究顯示，腫瘤的復(fù)發(fā)與患者術(shù)后RASSF1A、MGMT、p16、鈣黏蛋白13（cadherin-13，CDH13）、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing CARD，ASC）的甲基化相關(guān)，且RASSF1A、MGMT、p16、CDH13、ASC甲基化狀態(tài)變化與患者的年齡、性別、手術(shù)方式、腫瘤直徑、組織學(xué)類型等無(wú)關(guān)[22]。正常淋巴結(jié)中檢測(cè)到的DNA甲基化提示腫瘤微轉(zhuǎn)移。

基因甲基化修飾可導(dǎo)致相關(guān)信號(hào)通路失活，引發(fā)腫瘤的發(fā)生，而信號(hào)通路的失活可導(dǎo)致患者對(duì)化療藥物產(chǎn)生敏感性。研究顯示，治療反應(yīng)與基因甲基化狀態(tài)相關(guān)，檢測(cè)基因甲基化狀態(tài)在腫瘤亞型的分辨中起重要作用，可用于腫瘤的治療[23-24]。

臨床多采用化療手段對(duì)NSCLC患者進(jìn)行治療，但患者易對(duì)化療藥物產(chǎn)生耐藥性，降低其治療效果，導(dǎo)致化療失敗[25-26]。臨床研究表明，DNA甲基化可逆轉(zhuǎn)腫瘤化療的耐藥性[27-28]。研究顯示，MGMT基因啟動(dòng)子甲基化促使患者淋巴結(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)移，MGMT甲基化活性喪失后，患者出現(xiàn)化療敏感性，可作為NSCLC患者化療敏感性及預(yù)后預(yù)測(cè)的重要指標(biāo)[29]。

綜上，NSCLC早期診斷標(biāo)志物在降低患者病死率中起重要作用。目前，臨床對(duì)于DNA甲基化在NSCLC及其他腫瘤中的研究均處于初級(jí)階段，關(guān)于研究分析DNA甲基化在體內(nèi)的發(fā)生機(jī)制較少，且對(duì)DNA甲基化的上游信號(hào)通路與調(diào)節(jié)機(jī)制不是很明確。在未來(lái)的研究中，仍需更多的基礎(chǔ)及臨床研究予以證實(shí)，為NSCLC的早期篩查、診斷提供理論依據(jù)。

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（2022–09–16）

（2023–05–28）

R730.231

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10.3969/j.issn.1673-9701.2023.18.033

朱飛虎，電子信箱：zhangsings579@163.com