外周血SEPT9 DNA甲基化检测在结直肠癌筛查中的应用

褚文慧　吴开春

第四军医大学西京消化病医院消化内科(710032)

外周血SEPT9 DNA甲基化检测在结直肠癌筛查中的应用

褚文慧吴开春*

第四军医大学西京消化病医院消化内科(710032)

结直肠癌是结直肠黏膜上皮在多种致癌因素作用下发生的恶性肿瘤，预后差，病死率较高。早诊断、早治疗是防治结直肠癌的关键。研究[1]显示，34.3%的早期结直肠癌患者发现于无症状自然人群。由于结直肠癌早期症状不典型，早期诊断率仅为5%，60%~70%的结直肠癌患者确诊时已为晚期，术后复发率高，因此对结直肠癌易感人群进行筛查尤为重要。目前，内镜检查是诊断结直肠癌的重要手段，特异性可达95%，但属于入侵性检查，对易感人群行大规模筛查受限，难以实现结直肠癌二级预防[2]。结直肠癌的发生机制涉及遗传因素和表观遗传因素，DNA甲基化调控是表观遗传学的重要内容之一。研究[3]显示，SEPT9 DNA甲基化与结直肠癌密切相关。本文就外周血SEPT9 DNA甲基化检测在结直肠癌筛查中的应用作一综述。

一、传统结直肠癌筛查方法

1. 常用结直肠癌筛查方法概括：2008年美国结直肠癌多学科工作组、美国癌症协会、美国放射学会对结直肠癌筛查指南进行了修正，建议50岁以上人群每5年行弯曲乙状结肠镜检查，或每10年行纤维结肠镜检查，或每5年行双对比钡剂灌肠检查。对于高危人群，可行愈创木脂化学法粪隐血试验、免疫化学粪隐血试验或粪便DNA检测[4]。结直肠癌筛查指南为易感人群提供了多种筛查方法，但这些检查均有缺陷，难以作为结直肠癌早期筛查的金标准。

2. 临床常用结直肠癌筛查方法优缺点：①普通结肠镜检查：普通结肠镜能有效检出结直肠癌和恶性腺瘤性息肉，但属于侵入性检查，对肠道准备要求较高，且有造成肠穿孔的风险，患者依从性较低。Singh等[5]对结肠镜检查未见异常的人群进行十年随访后发现，其右半结肠癌的发病率高于肠道其他部位。

②弯曲乙状结肠镜检查：一项多中心研究[6]对55~64岁结直肠癌普危人群进行弯曲乙状结肠镜早期筛查，经过长期随访后证实弯曲乙状结肠镜早期筛查可降低结直肠癌的发病率和死亡率。然而，弯曲乙状结肠镜检查存在有创、依从性差等缺点，且不能探查近端结肠，限制了其在结直肠癌筛查中的应用。

③愈创木脂化学法粪隐血试验：该方法诊断结直肠癌的特异性较低，假阳性率较高，易受含亚铁离子的食物和药物干扰。Lieberman[7]指出，愈创木脂化学法粪隐血试验筛查结直肠癌的敏感性低，检测结果受肿瘤位置影响较大，对右半结肠癌的敏感性低于左半结肠癌。

④免疫化学粪隐血试验：Morikawa等[8]对20 000名普通人群研究显示，免疫化学粪隐血试验诊断结直肠癌的敏感性为66%，特异性为95%。Allison等[9]对5 000名普通人群研究显示，免疫化学粪隐血试验诊断结直肠癌的敏感性为81%，特异性为95%，但5 000人中仅有11例为结直肠癌。

⑤粪便DNA检测：Imperiale等[10]在无症状的普危人群中进行筛查发现，粪便DNA检测结直肠癌以及结直肠癌结合高级别上皮内瘤变的敏感性分别为51.6%和40.8%。Itzkowitz等[11]通过粪便DNA检测结直肠癌22个特异性突变DNA，结果显示其诊断结直肠癌的敏感性为55%、特异性为94%。进一步通过缓冲液提高DNA稳定性以及改进DNA提取方法，可使敏感性提高至72.5%，但方法较复杂，且结果易受粪便样本质量影响，需行多次检测。

3. 其他临床常用结直肠癌筛查方法：①CT结肠成像：CT结肠成像具有无痛、无创、无相对禁忌证等优点，诊断结直肠癌以及直径大于1 cm的腺瘤性息肉的敏感性约为90%[12]，但其敏感性与病变大小相关，且显示病变的清晰程度以及对微小病变的辨识能力劣于内镜检查。

②血清癌胚抗原检测：血清癌胚抗原筛查结直肠癌的敏感性和特异性分别为43.9%和95%[13]，但其属于广谱性肿瘤标记物，临床中多用于结直肠癌转移、术后和化疗随访，其检测结直肠癌肝转移的敏感性为72%，术后局部复发的特异性为91%[14]。

二、SEPT9 DNA甲基化水平与结直肠癌筛查

1. SEPT9 DNA甲基化水平检测：表观遗传学改变多为异常DNA甲基化和组蛋白修饰导致癌基因过度表达、抑癌基因表达缺失。已有诸多学者对DNA甲基化所致基因表达异常在结直肠癌中的作用进行研究。Grützmann等[15]的研究显示，与正常人群相比，结直肠癌患者外周血游离甲基化DNA升高。Lao等[16]指出，从正常肠黏膜上皮细胞发展至异常肠隐窝病灶，并进一步发展为结直肠癌，且出现转移的过程中，均可测及DNA异常甲基化。

SEPT9是细胞质分裂相关的Septin基因家族成员之一，参与细胞分裂、极化、囊泡运输和胞膜重构等过程。研究[17]显示，SEPT9 DNA甲基化水平升高与结直肠癌的发生相关。通过检测外周血SEPT9 DNA甲基化水平进行结直肠癌筛查，具有较低的侵入性、较高的依从性等优点，适合在易感人群中推广普及。

2. SEPT9 DNA甲基化检测在结直肠癌筛查中的应用价值：SEPT9 DNA甲基化水平升高在结直肠癌早期即可出现[3]。Tänze等[18]对22名健康者人、49例结直肠癌前病变患者、5例结直肠癌患者行外周血SEPT9 DNA甲基化检测，结果显示SEPT9 DNA甲基化检测诊断癌前病变的敏感性为29%，诊断结直肠癌的敏感性为73%。Grützmann等[15]检测了252例结直肠癌患者和102例健康对照者外周血SEPT9 DNA甲基化水平，结果显示SEPT9 DNA甲基化检测结直肠癌的敏感性为72%，特异性为90%~93%，在健康对照者中，SEPT9 DNA甲基化阳性率极低。同时，该研究证实外周血SEPT9 DNA甲基化水平不受患者年龄、性别以及肿瘤位置影响。Tóth等[2]对92例结直肠癌患者和92例健康对照者进行外周血SEPT9 DNA甲基化水平检测，发现其敏感性为79.3%，特异性为99%。进一步分析92例患者中56例左半结肠癌和36例右半结肠癌患者的SEPT9 DNA甲基化水平，发现SEPT9 DNA甲基化检测诊断左半结肠癌和右半结肠癌的敏感性分别为96%和94%，两者间无明显差异。Warren等[3]的研究显示，SEPT9 DNA甲基化诊断结肠癌的敏感性为90%，特异性为88%，进一步分析显示，其诊断结直肠癌Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期的敏感性分别为71%、90%、100%和100%，筛查结直肠癌Ⅰ期和Ⅱ期患者的敏感性为86.8%。综上所述，SEPT9 DNA甲基化水平检测对结直肠癌具有较高的敏感性和特异性，且具有快速、简便、低创等特点，符合筛检试验的要求，有利于实现结直肠癌的二级预防。

三、基于SEPT9 DNA甲基化的其他结直肠癌检测方法

1. 其他甲基化生物学标记物在结直肠癌筛查中的应用：研究[19]指出，结肠癌患者存在大量异常甲基化DNA，如SEPT9、SFRP2、THDB、SBC2、VIM、FBN1、SLC5A8等，部分甲基化DNA在结直肠癌早期即可出现，为结直肠癌生物学标记物研究提供了广阔空间。Guo等[20]的研究发现，结直肠癌患者可表现为高甲基化FBN1，通过粪便检测此改变可进行结直肠癌早期筛查，敏感性为72.0%，特异性为93.3%。Lange等[21]对不同起源的4 021份肿瘤组织样本进行检测，发现了两个新的结直肠癌标记物，甲基化THBD和甲基化C9orf50，在除结直肠癌外的15种肿瘤中，甲基化THBD和C9orf50均为低表达。研究[22]发现，检测SDC2基因诊断结直肠癌Ⅰ期的敏感性为92.3%，有利于早期诊断结直肠癌。

2. 联合检测在结直肠癌筛查中的应用：SEPT9 DNA甲基化标记物与其他高敏感性和特异性的甲基化标记物联合检测，可进一步提高结直肠癌的早期诊断率。Tänze等[18]的研究显示， SEPT9与ALX4联合检测对结直肠癌前病变的敏感性为51%，特异性为82%，对直径大于10 mm息肉的敏感性为67%。Lind等[23]通过检测在结肠腺瘤性息肉和结直肠癌 中均出现的高甲基化基因CNRIP1、FBN1、INA、SNCA、MAL、SPG20，结果显示90%的腺瘤性息肉和99%的结直肠癌组织为两种基因阳性表达。Roperch等[24]检测结直肠癌中启动子区域出现高甲基化的基因NPY、PENK、WIF1，发现其诊断结直肠癌的敏感性为87%，特异性为80%。上述研究提示多项甲基化标记物联合检测可提高结直肠癌早期筛查的诊断率。

四、结语

综上所述，外周血SEPT9 DNA甲基化水平检测结直肠癌具有较高的敏感性和特异性，且具有快速、简便、依从性高、低创等优点，可在易感人群中广泛应用。同时，SEPT9 甲基化DNA与其他高甲基化标记物联合检测可提高诊断效率。因此，外周血SEPT9 DNA甲基化检测在结直肠癌早期筛查中具有良好的应用前景。

参考文献

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(2015-04-09收稿)

摘要结直肠癌是多种致癌因素作用下发生的恶性肿瘤，预后差，病死率较高。常用的结直肠癌筛查方法包括普通结肠镜检查、弯曲乙状结肠镜检查、愈创木脂化学法粪隐血试验、免疫化学粪隐血试验、粪便DNA检测、CT结肠成像以及血清癌胚抗原检测等，但这些检查均有缺陷。SEPT9 DNA甲基化水平升高与结直肠癌的发生相关，检测外周血SEPT9 DNA甲基化水平进行结直肠癌筛查，适合在易感人群中推广普及。本文就外周血SEPT9 DNA甲基化检测在结直肠癌筛查中的应用作一综述。

关键词结直肠肿瘤；筛查；SEPT9；DNA甲基化；诊断

Application of Peripheral Blood SEPT9 DNA Methylation Assay for Screening of Colorectal CancerCHUWenhui,WUKaichun.DepartmentofGastroenterology,XijingHospitalofDigestiveDiseases,theFourthMilitaryUniversity,Xi’an(710032)

Correspondence to: WU Kaichun, Email: kaicwu@fmmu.edu.cn

AbstractColorectal cancer is a malignancy with poor prognosis and high mortality and is caused by multiple factors. Colonoscopy, flexible sigmoidoscopy, guaiac-based fecal occult blood test, immunochemical fecal occult blood test, fecal DNA test, CT colonoscopy and serum carcinoembryonic antigen test are the methods frequently used for screening of colorectal cancer, but they all have certain limitations. Elevation of methylation of SEPT9 is associated with the pathogenesis of colorectal cancer, and detection of the level of methylation of SEPT9 in peripheral blood can be used for screening of colorectal cancer in susceptible population. This article reviewed the application of peripheral blood SEPT9 DNA methylation assay for screening of colorectal cancer.

Key wordsColorectal Neoplasms;Screening;SEPT9;DNA Methylation;Diagnosis

通信作者*本文， Email: kaicwu@fmmu.edu.cn

DOI:10.3969/j.issn.1008-7125.2015.10.011