RASSF1A基因在肺癌中的作用分析

范可豪

安徽醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院，安徽合肥 230032

肺癌作為中國發(fā)病率和病死率最高的腫瘤之一，其發(fā)病率和病死率一直居高不下，嚴重影響了人們的預期壽命和生活質(zhì)量[1]。肺癌發(fā)生機制較為復雜，主要包括DNA損傷、基因組改變、細胞增殖及凋亡的異常[1]。在肺癌發(fā)生和發(fā)展過程中存在很多抑癌基因突變，其中RASSF1A基因（Ras association domain family 1A gene）的突變最為受人關注。RASSF1A基因參與了肺癌的發(fā)生和發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)，RASSF1A在非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者中的陽性表達率低于正常對照[2]，RASSF1A基因啟動子高甲基化在NSCLC中高度特異，可用于肺癌的病理診斷[3]，肺癌組織中RASSF1A基因甲基化水平對NSCLC的預后也具有一定的指導意義[4]，本文主要就RASSF1A基因在肺癌的發(fā)生、發(fā)展和預后中的作用進行討論和分析。

1 基因的位置和結構

RASSF基因（Ras association domain family，Ras結合域家族）家族包含三種轉錄本A、B、C，其中轉錄本A和C幾乎在所有正常組織中均表達，2000年Dammann等[5]在研究肺癌時通過酵母雙雜交篩選法首次發(fā)現(xiàn)了位于人類3號染色體短棒2區(qū)第1條帶第2亞帶（3p21.3）上的RASSF1A基因，RASSF1A基因是最早發(fā)現(xiàn)的抑癌基因之一[6]。RASSF1A被認為是一種RAS效應分子，通過Ras結構域與RASGTP結合，誘導細胞凋亡[4]。RASSF1A可以通過多種信號通路的發(fā)揮作用[7]。Whitehurst等[8]發(fā)現(xiàn)在上皮細胞中RASSF1A能抑制cyclinD1的蓄積從而停滯細胞生長周期G1/S期的進展，進一步的研究表明這種作用主要是通過抑制JNK激酶磷酸化實現(xiàn)的。因為cyclinD1對天然RASSF1A基因活性有影響，所以RASSF1A對cyclinD1的抑制發(fā)生在轉錄后，并且可能在蛋白質(zhì)翻譯水平上發(fā)生[9]。研究發(fā)現(xiàn)RASSF1A可以控制RhoB鳥嘌呤核苷酸交換因子GEF-H1的活性[10]，RASSF1A基因的不表達可導致GEF-H1失活、Rab11聚集和外泌體釋放，這促進支氣管和胸膜細胞隧道納米管（tunneling nanotube，TNT）的形成[11]，而TNT在支氣管上皮細胞惡變中發(fā)揮著重要作用[12]。

2 RASSF1A基因參與肺癌的發(fā)生

研究顯示RASSF1A基因可以通過多種途徑參與肺癌的發(fā)生。突變K-RAS基因同時具有促進腫瘤發(fā)生和抑制腫瘤發(fā)生的功能，細胞試驗發(fā)現(xiàn)RASSF1A基因的缺失可能對于RAS介導的腫瘤發(fā)生至關重要[13]。不僅如此，因為RASSF1A基因的缺失，炎癥通路也受到影響[14]，RASSF1A丟失或RASSF1A敲除小鼠的肺癌細胞中顯示炎癥相關的細胞因子水平升高[13]，而研究也顯示炎癥激活在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用[15]。肺癌細胞中的RASSF1A基因失活可導致NDR2激活，GEF-H1磷酸化進一步使得RhoB失活，參與胞質(zhì)分裂和細胞侵襲缺陷，促進肺癌發(fā)生[16]。作為腫瘤抑制基因，RASSF1A在肺癌中經(jīng)常失活[17]，所以RASSF1A也存在保持其穩(wěn)定的一些結構和機制。譬如，Circ_0078767保護RASSF1A表達，以此來抑制非小細胞肺癌發(fā)生[18]，缺氧也可以通過NOX-1-和蛋白激酶C-依賴的磷酸化促進RASSF1A的穩(wěn)定，研究還發(fā)現(xiàn)RASSF1A在缺氧暴露的原發(fā)性肺癌細胞中表達上調(diào)[19]。RASSF1A基因也可和其他分子聯(lián)合作用抑制腫瘤的發(fā)生，譬如，RASSF1A基因可結合腫瘤抑制因子DAB2IP蛋白共同抑制RAS誘導的腫瘤發(fā)生[20]，RASSF1A復合體可穩(wěn)定DAB2IP蛋白，增強DAB2IP蛋白的表達，而RASSF1A基因缺失也可導致DAB2IP蛋白的表達水平降低[21]。此外研究還發(fā)現(xiàn)RASSF1A基因和調(diào)節(jié)微管結合蛋白1S（micro associated protein 1S，MAP1S）在非小細胞肺癌組織中均為低表達并且呈現(xiàn)為正相關的關系，后者被認為和細胞自噬相關[22]，進一步研究顯示RASSF1A基因通過調(diào)節(jié)MAP1S使Keap1-Nrf2失活來激活細胞自噬，從而抑制非小細胞肺癌的發(fā)生[23]。

3 RASSF1A基因甲基化用于肺癌診斷

肺癌發(fā)病隱蔽且缺乏有效的早期篩查手段，超過70%的患者在確診時已為晚期，錯過了最佳治療時間[24]。早期肺癌和其他多種肺部良性病變均可表現(xiàn)為肺部結節(jié)，因此肺癌的早期精準診斷較為困難[25]。為提高早期肺癌診斷的準確性，研究人員從多方面進行研究，表明在肺癌細胞中RASSF1A基因甲基化水平最高，說明RASSF1A基因甲基化水平是可以作為診斷的標志物[26]。目前，最常用的方法是將RASSF1A基因甲基化和SHOX2基因甲基化聯(lián)合用于早期肺癌檢測[27]。SHOX2也稱為同源框蛋白Og12X或配對相關同源框蛋白SHOT基因，SHOX2編碼的蛋白是同源框基因家族的一員，該家族編碼含有代表DNA結合域的60個氨基酸殘基[28]。謝斌等[29]研究顯示肺癌患者肺泡灌洗液中RASSF1A基因陽性率為61.1%遠高于對照組5.7%的陽性率（P＜ 0.05），RASSF1A基因甲基化對不同病理類型的肺癌敏感性不同，靈敏度在小細胞肺癌中最高（78.3%），高于鱗癌（52.9%）和腺癌（53.1%）。一項包含4個研究，涵蓋1316例患者的meta分析顯示，檢測支氣管肺泡灌洗液RASSF1A甲基化用于肺癌早期診斷的敏感度為0.72，而特異度為0.95[30]。進一步研究顯示檢測血漿中RASSF1A基因甲基化水平對診斷肺癌也具有很好的價值（敏感度：64.1%，特異度：92.1%），并且不同組織之間，如血漿、癌組織、支氣管肺泡灌洗液的RASSF1A基因甲基化陽性率具有良好的一致性[31]。其他研究也得到了類似的結論，進一步證實了在相對易得組織中檢測RASSF1A基因甲基化對于肺癌早期診斷的價值[32-33]。除此之外，也有研究人員發(fā)現(xiàn)痰液的RASSF1A基因甲基化檢測分析對于肺癌診斷具有較高的準確性[34]，在肺癌患者組和對照組痰液中RASSF1A基因甲基化陽性率對比后發(fā)現(xiàn)，前者陽性率明顯高于后者[35]，可以作為細胞學檢測的補充[36]。

4 RASSF1A基因表達和肺癌預后關系

臨床研究顯示,相比于良性肺結節(jié)患者，早期肺癌患者RASSF1A基因甲基化水平較高[37]，并且肺癌甲基化比例與肺癌臨床病理特征相關[38]，這提示RASSF1A基因甲基化不僅可以用于臨床分期，而且對預后具有一定的指導意義。在RASSF1A基因與肺癌預后關系研究中，黃英澤[39]的研究發(fā)現(xiàn)RASSF1A基因啟動子在肺腺癌（OR=36.56，P＜ 0.0001）、肺鱗癌（OR=56.95，P＜ 0.0001）甲基化水平顯著高于正常對照組，其中在肺鱗癌（HR=0.51，P=0.003）中RASSF1A基因啟動子甲基化患者生存率較非甲基化患者降低。唐華等[40]發(fā)現(xiàn)RASSF1A基因甲基化是肺癌患者死亡的獨立危險因素（P＜ 0.05）。張卉等[41]對150例NSCLC術后患者的生存研究顯示，RASSF1A甲基化患者生存時間顯著低于未甲基化患者，在不同的肺癌分期中都有類似的發(fā)現(xiàn)。對于Ⅰ期患者而言，分別為58個月vs.80個月（P=0.022），Ⅱ期 患 者 為24個 月vs.80個月（P=0.023），Ⅲa期患者為18個月vs.23個月（P=0.036），進一步多因素分析顯示，除TNM分期外，RASSF1A啟動子區(qū)甲基化狀態(tài)也是影響NSCLC術后生存期的一個獨立因素（RR=1.584，95%CI：1.040～2.411，P=0.032）。Kim等[42]也發(fā)現(xiàn)RASSF1A啟動子高甲基化與Ⅰ、Ⅱ期患者的預后均有關（P=0.02，P=0.01）。趙球等[43]的研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者的RASSF1A甲基化平均水平在病情進展時間點較基線明顯上升（49.4%vs.72.3%，P=0.0078），并且血清RASSF1A甲基化水平下降較上升患者有更長的無進展生存期（progression-free-survival，PFS）（中位PFS：10.5個月vs.7.2個月），說明RASSF1A基因甲基化水平升高與病情的加重密切相關。但并非所有的研究都認為RASSF1A基因甲基化水平升高和較差的肺癌預后相關。陸雅春等[44]研究顯示，肺癌患者化療前后RASSF1A甲基化水平無明顯差異（P=0.124），并且RASSF1A基因甲基化水平升高的化療肺癌患者總體生存時間顯著長于化療后水平未升高的患者（P＜ 0.01），但是該研究僅納入24例肺癌患者，得出不一致的結論可能和病例數(shù)目較少有關。

5 結論

腫瘤抑制因子RASSF1A啟動子的甲基化與肺癌的發(fā)生和發(fā)展有著密切的關系。臨床試驗表明RASSF1A基因甲基化水平可以用于肺癌的診斷和分期，并且和早期復發(fā)和生存時間相關，但RASSF1A基因在肺癌發(fā)生及發(fā)展中的具體機制尚不十分清楚，仍待進一步研究。