ERCC1介导的非小细胞肺癌顺铂耐药研究进展＊

田 昕(综述)，李 宁(审校)

(遵义医学院研究生部2010级，贵州 遵义 563099)

目前，肺癌已成为全球主要的癌症死亡原因之一，每年约有130万人死于肺癌，约占癌症相关死亡的30%。肺癌分小细胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)和非小细胞肺癌 (non－small cell lung cancer，NSCLC)，NSCLC 约占 85%［1］。其就诊时多属于中晚期，5年生存率约5%。化疗是非小细胞肺癌的主要治疗方法之一，标准的一线治疗方案是顺铂(cisplatin，DDP)为基础的两药联合化疗，但有效率仅为25% ～30%，且随着化疗次数的增加，耐药性亦逐渐显现。鉴于化疗的毒性反应，以及辅助化疗所带来的有限的生存获益，是否需行辅助化疗一直存在争议。假使能找到特异性的生物标记来预测顺铂的化疗效果，用于指导该类药物的个体化使用，不仅有益于疗效的提高，还可使患者在最佳药物方案的选择，以及最大程度地降低药物不良反应和机体毒性方面获益。近年来NSCLC组织中核苷酸切除修补交叉互补基因1(excision repair cross complementation groupl，ERCC1)的表达与铂类药物耐药的关系已逐渐受到重视，相关的临床研究和基础研究均有一定的进展，本文就此进展综述如下。

1 DDP的作用机制及其与耐药的关系

在肺癌的化疗中，顺铂有效性得到了充分肯定。手术完全切除的NSCLC患者可从顺铂二联方案辅助化疗中获益，5年生存率延长约4% ～15%。DDP类似烷化剂作用，主要作用靶点为DNA，替代性结合DNA链，与DNA链形成交叉链，其抗瘤谱广，对肿瘤细胞的杀伤无细胞周期特异性。铂类与DNA嘌呤碱基形成加合物而发挥细胞毒效应，铂类分子上的2个氯离子先被2个羟基取代，之后羟基被DNA分子上的嘌呤取代，造成铂类与DNA的链间及链内交链，形成DDP－DNA复合物，该复合物可引起DNA链弯曲，并被DNA修复系统识别，启动修复，当DDP－DNA复合物的数量超过修复能力时，基因的复制和转录的受抑制，阻碍细胞停滞于G2期，P53基因启动凋亡程序，促使其凋亡［2］。

铂类是NSCLC化疗的基本药物，肺癌对铂类药物的抵抗机制主要有:减少药物积聚;DNA的修复机制增强［3］;通过共轭结合增强极性而减毒［4］;P53基因的缺失及凋亡抑制基因的过度表达［5］;转运蛋白对铂类加合物的过度清除。目前，DNA修复机制与顺铂耐药的关系是众多研究者的聚焦点，普遍认为 DNA修复机制增强与顺铂耐药相关联，DNA损伤修复过程复杂，需要协调一系列的DNA修复途径共同完成:包括核苷酸切除修复(nucleotide excision repair，NER);碱基切除修复(base－excision repair，BER);DNA双链断裂修复及酶修复等。其中，NER是哺乳动物细胞修复DNA损伤的主要途径，是清除大规模铂类化合物所致DNA螺旋扭曲的唯一机制［6］。

2 NER途径及修复机制

NER在紫外线以及化学药物造成DNA损伤的修复中发挥着主导作用，是清除大块DNA损伤的主要机制，参与维护遗传信息的完整。NER的修复途径包括DNA损伤的识别/切除和解旋酶，其中，DNA损伤的识别/切除为NER的限速步骤。ERCC1是参与DNA链切割和损伤识别的重要基因，其活性的高低可反映整个NER修复途径功能状态。

3 ERCC1的结构与功能

ERCC1是一种高度保守的DNA核酸内切酶，1984年由Westerveld首先发现［7］。ERCC1位于人类染色体 19q13．2 －19q13．3，与 RAD10，ucrA，uvrC具有同源性，基因全长15×103bp，含10个外显子，由633个氨基酸残基组成，其转录后产物包含4种mRNA。ERCC1蛋白与XPF紧密连接，构成杂合二聚体 ERCC1－XPF，该二聚体具有核酸内切酶功能，可特异性的连结5'端，对损伤部位进行识别，必要时予以切除，在NER中占据重要地位［8］。ERCC1在清除铂 －DNA加合物以及修复DNA双链断裂，尤其是链内交联中扮演了重要的角色，它的存在甚至可以反映肿瘤的生物遗传特征［9］。多项研究发现，ERCC1的表达及基因多态性与多种肿瘤发生及铂类耐药有关。

4 ERCC1与NSCLC化疗疗效及预后的关系

国际肺癌临床试验(IALT)发现，化疗后仅仅4．1%的患者5年生存率得到了提高。肿瘤的发生发展是在多种外因和内因包括物理的、化学的、生物的以及遗传因素等的长期复杂交互作用下的结果。患肺癌的风险、对治疗的反应、进展速度等均存在个体差异。基于此研究，肿瘤界的研究者又有了新的目标:寻找能够预测患者预后及化疗疗效的特异性的生物标记物，指导个体化的诊疗计划的制定和实施。以肿瘤发生的分子水平为切入点，对肿瘤的治疗反应及预后的研究表明，肿瘤细胞DNA损伤修复能力的差异是导致个体差异的原因之一，ERCC1的表达及单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNPs)的变异与NSCLC化疗疗效及预后相关。

有研究者发现，以顺铂为基础的化疗能使NSCLC细胞中ERCC1不表达或表达相对低下的患者生存期得到延长。2006年，Soria首次报道:完全切除的NSCLC患者中，肿瘤标本低表达ERCC1者预后较差，但能从含顺铂的化疗中获益;而高表达ERCC1者预后较好，但很难从辅助化疗中受益。之后有研究证实ERCC1表达阳性组5年生存期及中位生存期均较ERCC1阴性组长，认为ERCC1低表达是肿瘤高侵袭性的标志，往往预后较差［10］。王慧敏等［11］通过分析I～ⅢA期NSCLC患者肿瘤切除标本中的ERCC1蛋白表达与患者术后生存的关系，并以术后生存时间作为最终判断指标来研究化疗组疗效差异，探讨了ERCC1表达在判断不同患者预后中的意义，以及是否存在顺铂耐药。入组I－ⅢA期的非小细胞肺癌患者共152例，将I期术后患者非为两组，即不化疗组和化疗组。Ⅱ期和ⅢA期NSCLC患者术后均接受以DDP为主的两药联合方案化疗，连续4程。所有病例肿瘤组织标本均采用免疫组化法检测ERCC1的表达。结果发现，I期 ERCCl(+)者1、3、5年生存率分别为100．00%、91．30% 和 86．74% ，中位生存期(median survival time，MST)为 72+月;I期 ERCCl(－)者1 、3 、5 年生存率分别为96．43%、60．71%和57．14%，MST 为 66．5 月，P=0．0058，提示 I期ERCCl(+)表达者较ERCCl(－)者预后好。分别分析不化疗组和化疗组，也得出了相同的结果。相反对于Ⅱ、ⅢA期采用铂类方案化疗的NSCLC患者，ERCC1低表达者较高表达者生存期更长。由此可知，ERCC1表达对I～ⅢA NSCLC术后患者生存的影响存在双相效应，在早期患者，其扮演的角色以其DNA损伤后修复和保护作用为主，在中晚期患者，则更多的表现为对化疗药物所致DNA损伤的修复能力增强，介导耐药。周伟华等［12］对42例肺鳞癌患者手术切除的新鲜标本采用ATPTCA法进行顺铂体外药敏检测，并通过免疫组化(IHC)法检测其ERCC1蛋白表达。分析得出，ERCC1阳性表达组顺铂有效率为36．7%，阴性表达组有效率70%，证实了ERCC1有可能是顺铂化疗是否有效的预测指标。魏淑珍等［13］对非小细胞肺癌患者ERCC1蛋白表达与铂类化疗敏感性的Meta分析也证实了这一观点。相继还有一系列的研究得出了相同的结论［14－19］。此外，有研究显示 ERCC1 在NSCLC中的预测价值与病理类型有关，ERCC1在鳞癌中具有预测价值，低表达的患者化疗后能获取更高的无病生存率，而在腺癌没有得到此结果［20］。

国外多项研究显示ERCC1 SNPS与铂类药物敏感性及预后之间存在相关性［21－25］，研究热点主要集中在ERCC1 codon118(C→T)。ERCC1 codon118位于第4外显子，其 C→T的转化实为AAC转化为AAT，虽然转换都编码同样的氨基酸天门冬氨酸(Asp)，即为沉默SNP，但C→T的转换可影响ERCC1 mRNA的水平，进而影响ERCC1蛋白的表达，从而使 DNA的修复能力发生改变［24］。因此有人认为C/C基因型患者更能从铂类化疗中获益。由于基因多态性的种族差异，以及各实验的入组标准、纳入的病例数等因素的影响，对于ERCC1 118 SNP是否和铂类化疗预后相关尚未达成共识。钱晓萍等通过比较不同ERCC1 118 SNP的NSCLC患者PFS(无进展生存期)以及OS(总生存时间)的差异，探讨在 NSCLC患者中ERCC1 118 SNP能否作为铂类药物化疗预后的预测指标，结果得出，DNA修复基因 ERCC1 codon118 SNP与NSCLC患者接受铂类药物化疗后的PFS和OS有关，证实了ERCC1 codon118 SNP在NSCLC患者“个体化治疗”中作为有效预测因子的可能性［26］。王亚帝等［27］对 142 例初治晚期NSCLC患者ERCC1 codon 118基因型频率进行测定，得出ERCC1 codon 118位点C/C基因型患者较C/T+T/T基因型患者对铂类化疗更敏感，P=0．038。Cheng J等的研究也证实了这一观点［28］。然而，成红艳等［29］则发现，携带 ERCC1(118)C/T+T/T基因型患者铂类药物化疗后中位生存期及1年、2年、3年生存率均优于C/C基因型患者。还有一些研究尚未找到出ERCC1 Asn1l8Asn单核苷酸多态性与NSCLC对铂类药物化疗的敏感性相关的证据［30－32］。

肿瘤细胞内ERCC1 mRNA水平可能为化疗反应的一种预测指标，对化疗方案的选择具有重要的意义，ERCC1表达的增加预示着个体对DDP敏感性的降低，这一结果也验证了ERCC1在NER中的作用。其具体机制可能是ERCC1表达增加，促进了DDP－DNA加合物的清除，从而使得DDP的疗效降低。然而，对于ERCC1 SNPS与晚期NSCLC患者铂类药物敏感性的关系还有待进一步研究证实。

5 针对ERCC1基因的耐药逆转

近年来研究发现，通过RNA干扰ERCC1 mRNA的表达以及用其他分子生物学手段作用于ERCC1可以逆转铂类药物耐药。吴晓明等［33］，采用反义RNA技术抑制A549细胞ERCC1基因的表达，单细胞凝胶电泳技术检测DNA损伤程度，探讨ERCC1在A549细胞修复苯并(a)芘所致DNA损伤中所发挥的作用。结果发现，ERCC1的转录水平可以反映细胞的DNA损伤修复功能，ERCC1基因表达水平下降，细胞修复损伤DNA速度变慢，修复能力减弱。之后有学者对人肺腺癌细胞耐顺铂细胞株A549/CDDP中ERCC1基因的表达采用体外化学合成的siRNA进行特异性封闭，转染siRNA后24 h，以RT－PCR、免疫组化方法分别检测各组细胞ERCC1 mRNA及蛋白的表达，发现随着siRNA浓度的增加，ERCC1 mRNA及ERCC1蛋白的表达逐渐下降，且测得A549/CDDP细胞对顺铂的IC10及耐药倍数也逐渐下降。由此提出，采用RNA干扰技术来封闭ERCC1基因，能够很好的逆转人肺腺癌细胞耐顺铂细胞株A549/CDDP的耐药性，且呈一定的浓度依赖性;ERCC1基因可作为逆转肺癌耐药的一个有效靶点［34］。高赟等［35］用小干扰 RNA 沉默肺腺癌耐药细胞A549/DDP ERCC1基因的表达，测得干扰后ERCC1 mRNA和ERCC1蛋白的表达水平均降低，且转染ERCC1 siRNA后的细胞较对照组对顺铂的敏感性增加了1．35倍。

6 展望

ERCC1基因在肺癌的发生，发展，以及在临床治疗方面的作用正日渐清晰，其主要的趋势是:ERCC1是重要的临床预后指标，同时也是极为重要的治疗预测因子，有助于预测肿瘤的复发以及选择对复发、生存率和生活质量效果最佳的治疗性干预措施。目前研究结果的不一致与纳入标准、检测方法、病例数、区别表达高低的临界值等有关，下一步需统一相关标准，进一步证实。以ERCC1为靶点逆转耐药的基础研究也有了可喜的成绩，正转向动物及临床研究，为指导耐药患者的治疗提供更为可靠的依据。随着肿瘤患者个体化治疗策略的提出，就预示着特异性的生物标记物被发现的必然性，肿瘤是复杂因素共同作用的结果，相信还有很多与治疗疗效及预后相关的生物标记物会逐渐浮出水面，指导医生根据患者相关生物标记综合分析，制定治疗方案，实现真正的个体化治疗。

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