切除修复交叉互补基因2与非小细胞肺癌铂类化疗敏感性的研究进展*

娄婷婷 综述，刘瑜新，安继红，张永州 审校

(河南大学淮河医院药学部临床药学室，河南开封 475000)

全世界肺癌的发病率及病死率为恶性肿瘤的首位，且仍旧持续增加，严重威胁着人类生命安全。而非小细胞肺癌(NSCLC)患者占所有肺癌的80%以上，约85%的患者病情确诊时已处于中晚期，故铂类药物联合第三代标准化疗方案成为主要治疗措施[1-2]。切除修复交叉互补基因2(ERCC2)作为一种DNA解螺旋酶，为RNA聚合酶Ⅱ(TFⅡH)组分，参与碱基切除修复(BER)和核苷酸切除修复(NER)过程[3]。而ERCC2基因的单核苷酸多态性(SNP)可抑制TFⅡH的活性，导致修复、转录缺陷异常，进而影响ERCC2蛋白表达及DNA损伤修复能力[4]。人体内多种SNP决定对应修复酶的活性差异，故对DNA修复能力就表现出个体差异，影响患者对化疗药物敏感性[5]。目前ERCC2基因的SNP研究热点主要集中在Asp312Asn、Lys751Gln。LI等[6]分析ERCC2基因多态性对长春瑞滨联合顺铂化疗敏感性，结果显示ERCC2 Lys751Gln基因型的化疗敏感性为Lys751Lys的0.4倍。金珊珊等[7]荟萃国内外文献资料，显示携带ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln基因肺癌患者敏感性较高。而PEREZ-RAMIREZ等[8]发现携带ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln基因与肺癌发病风险相关，且与患者种群、吸烟及危险环境有关。鉴于目前国内外晚期NSCLC患者的ERCC2与铂类药物化疗敏感性相关性的结论，本研究探讨它们之间调控机制，以期构建预测NSCLC铂类化疗药物疗效的基因组学体系，为指导临床晚期NSCLC患者铂类药物个体化治疗提供科学依据。

1 ERCC2与铂类药物及DNA损伤修复系统

1.1ERCC2结构及生物学功能 ERCC2是由23个外显子构成54 000个碱基对，其蛋白产物高达760个氨基酸[9]。近年来研究发现，ERCC2中较高突变基因位于156、312、751位点，其中Arg156Arg(C→A)为无义突变，不造成氨基酸改变，Asp312Asn(G→A)与Lys751Gln(A→C)为错义突变，会造成氨基酸改变而影响DNA损伤修复能力[10]。Asp312Asn基因高度保守，而Lys751Gln基因反之，可作为评定DNA修复能力的指标[3]；此外，ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln之间还存在连锁不平衡作用，影响NSCLC患者对铂类药物化疗的敏感性。

1.2铂类药物的作用机制 在肺癌化疗治疗中，顺铂或卡铂是最常用的抗肿瘤铂类药物。采用铂类药物治疗晚期NSCLC患者，化疗药物对其化疗敏感性、药物不良反应表现出广泛的个体差异，这造成铂类化疗药物疗效的个体差异[5,11]。铂类药物主要目的靶点是细胞DNA，当顺铂或卡铂进入到细胞中，会快速水解并转变为双氯双氨铂，与DNA发生交叉联结作用。形成铂-DNA(Pt-DNA)加合物，阻碍DNA的细胞周期，从而达到遏制肿瘤细胞的继续分裂，使其受损而坏死[12]。

1.3DNA修复能力与铂类化疗药物作用机制 在一般情况下，当机体因生物体自身或外界损伤产生刺激反射，必会快速启动DNA损伤修复系统，维持受损细胞完整性与稳定性而进行有效修复。一些基础研究表明，ERCC2基因表达上调会触发肺癌细胞对化疗药物产生抵抗，其作用机制可能是ERCC2 mRNA过表达强化DNA损伤修复机能[4,12]。此外，一些DNA损伤修复基因能分解Pt-DNA加合物，降低铂类化疗药物疗效，故较弱DNA修复能力的患者会表现出较强的铂类药物敏感性。此外，在临床实践中发现，即使同样的病理患者采用相同化疗方法，其疗效也会有较大差异，而SNP直接决定DNA修复能力与晚期NSCLC患者对铂类药物化疗的敏感性。

2 ERCC2基因多态性与化疗药物敏感性

2.1ERCC2基因多态性分布 个体遗传因素的差异直接决定化疗敏感性及疗效的差异，故治疗肺癌的关键是基于患者的遗传学选择个体化治疗方案。杨惠夷[13]发现化疗与靶向基因治疗药物敏感性等方面存在正相关。这是由于化疗敏感性与相关靶标基因能够识别NSCLC患者的个体差异，来预测早期NSCLC患者的术后复发、生存及其对辅助治疗的获益情况。2014年SULLIVAN等[14]分析了接受顺铂或卡铂治疗出现的Ⅲ～Ⅳ级消化道反应患者中，发现衍生的毒性与ERCC2基因的SNP相关；而滕雪等[15]进一步揭示携带ERCC2 Lys751Gln基因多态性患者的Ⅲ～Ⅳ级胃肠道不良反应及Asp312Asn或Asn312Asn变异型患者的化疗敏感性明显低于野生型基因组患者。陆俊国等[16]通过与野生基因型Lys751Lys型对比，发现携带Lys751Gln和Gln751Gln者患NSCLC的危险度比值比(Odds ratio，OR)分别为1.53和0.58，表明ERCC2 Lys751Gln基因型多态性与化疗敏感性具有相关性。COSKUNPINAR等[17]研究结果显示ERCC2 Lys751Gln可增加疾病风险约3.49倍(OR：3.49，95%CI：1.291～9.482，P=0.009)。肖莎等[18]发现Asp312Asn或Asn312Asnvs. Asp312Asp的异质性检验差异无统计学意义(P>0.05)；但固定效应模型显示Asn312Asnvs.Asp312Asp的合并差异有统计学意义(P<0.05)。通过以上ERCC2基因分布对比的差异，主要归因于Asp312Asn基因高度保守，而Lys751Gln基因反之，揭示Lys751Gln对化疗药物具有更高的敏感性，而Asp312Asn可能有一定相关性。这也是由于312位点变异不能改变药物敏感性变化，但联合关键的SNP可能会显示药物的敏感性。陆俊国等[19]发现NSCLC患者ERCC2 Lys751Lys、Lys751Gln、Gln751Gln的分布频率分别为69%、26%和5%，同时ZHOU等[20]发现ERCC2 Lys751Lys、Lys751Gln 及Asp312Asp、Asp312Asn的分布频率分别为81.72%、18.28%及80.65%、19.35%，以上均存在有相关性，也存在较大的一致性。LIU等[21]发现ERCC2 Lys751Gln基因型有显著风险关系，且按临床类型分层时，变异基因型与杂合子、纯合子及显性模型对比均存在风险相关，揭示ERCC2 Lys751Gln多态处于连锁不平衡，也进一步表明Lys751Gln具有明显的化疗敏感性。因此，针对性发掘Lys751Gln与Asp312Asn对特定化疗药物敏感性及对个体毒性作用，来配合临床确定适宜的化疗方法与药物剂量，避免化疗药物过度使用，有助于对不同患者制订合理的个体化化疗方法，保障患者生命安全。

2.2亚组分析结果 SNP是决定人种、个体间差异的主要因素，正如世界各国的人类基因组计划全面筛查不同人种、不同个体在基因序列上的差异，本研究主要分析了两个种族人群(高加索人群与亚洲人群)及其个体中基因(主要基因Lys751Gln与Asp312Asn)对NSCLC患者化疗药物的敏感性相关性。ZHOU等[20]研究显示ERCC2 Asp312Asn和Lys751Gln与临床化疗敏感性差异无统计学意义(P>0.05)。张胜利等[22]检测78例NSCLC患者的ERCC2 Lys751Gln多态性也显示其与铂类药物化疗敏感性差异无统计学意义(P>0.05)，且SNP分布与吸烟史、临床分期和病理类型无关(P>0.05)。陆俊国等[23]研究结果表明，吸烟、环境危险因素与ERCC2 Lys751Gln基因多态性存在交互效应，OR值分别为2.24、2.53，且同时暴露吸烟、环境危险因素环境下，患NSCLC危险明显上升。这与ZHOU等[20]和张胜利等[22]的研究结果不一致。可能由于不同的人群、国家、地域等，导致结论存在较大差异。肖莎等[24]分析28篇国内外文献，结果表明高加索人群的ERCC2 Lys751Gln基因患肺癌风险较高，环境危险因素导致其DNA修复能力较弱，对化疗药物有较强的敏感性。LI等[25]发现Lys751Gln在ERCC2中的风险影响仅在高加索人而不是亚洲人。此外，LIU等[21]研究也得到上述结论，最后荟萃分析显示ERCC2 Lys751Gln基因多态性可能是高加索人患病的危险因素，也间接揭示ERCC2 Lys751Gln基因多态性影响NSCLC患者化疗的敏感性。通过总结分析扩大的样本量及减小研究对象的差异，结果揭示ERCC2 Lys751Gln与吸烟、环境危险因素存在一定联系，这主要归因于Lys751Gln基因保守性差，易受外界环境影响及不同遗传背景的个体对肺癌的遗传易感性不同，暗示携带Lys751Gln的个体有较高的DNA加合物水平与较低的嘧啶体修复能力，增强了对铂类化疗药物的敏感性，改善了预后。

2.3ERCC2基因型与化疗疗效 YANG等[26]对目前不一致和不确定的ERCC2的SNP与NSCLC铂类药物化疗敏感性与临床疗效间关系进行研究，发现ERCC2 Asp312Asn在客观缓解率(ORR)、在亚洲种族、高加索族群及种族群间(亚洲与高加索族群)差异均无统计学意义(P>0.05)；携带ERCC2 Lys751Gln基因多态性亚洲种群患者的ORR、总体生存期(OS)和无进展期(PFS)差异均无统计学意义(P>0.05)，其变异基因在亚洲种群患者OS较差，但PFS在高加索族群中不同。D′ANTONIO等[27]研究发现不断更新的化疗疗法可显著延长肺癌PFS或OS，认为药物基因组学可能改变治疗肺癌的化疗药物敏感性和耐受性的DNA变体。GEREDELI等[28]得到ERCC2 Gln751Gln等位基因患者的中位无复发生存期(RFS)为28.3个月(95%CI：20.8～35.8)，Lys751Gln为46.9个月(95%CI：18.6～75.2，P=0.018)。表明ERCC2 Lys751Gln是NSCLC患者的独立预后因素，影响化疗药物的敏感性，可作为反映DNA修复能力的指标，而Asp312Asn的影响较小，故通过对比以上基因型差异可为晚期NSCLC患者的药物选择及治疗方案的制定提供直观、科学的依据。

LEE等[29]研究了人肺组织中ERCC2多态性DNA加合物，发现与野生型纯合子基因型相比，NSCLC受试者ERCC2 Asp312Asn基因型肺中DNA加合物水平增加了204.9%，这直接揭示DNA加合物水平上升有利于增强化疗敏感性。ZHANG等[30]研究顺铂治疗导致细胞死亡的Pt-DNA加合物，发现携带ERCC2 Lys751Gln基因患者的存活率明显高于携带Gln751Gln基因患者，在处理24 h后DNA损伤水平明显降低，细胞S期周期延长，细胞凋亡率缓解。其可能作用机制为ERCC2基因多态性是TFⅡH与NER通路中的关键基因，参与NER和基因转录，直接决定DNA损伤修复能力，而铂类化疗药物与细胞DNA相互作用形成Pt-DNA加合物，阻碍细胞正常的周期过程；ERCC2基因过表达可通过不同NER途径去强化DNA损伤修复能力，实现分解Pt-DNA加合物，保障细胞周期正常。故ERCC2基因多态性表达可影响晚期NSCLC患者对铂类药物化疗敏感性与疗效。

3 前景与展望

本研究通过大量文献分析对比，表明ERCC2 312、751位点的基因型分布存在相关性，但Asp312Asn与吸烟史、临床分期和病理类型等无关，而Lys751Gln反之。同时Asp312Asn对种族差异、铂类药物化疗敏感性及疗效相关性较低，而Lys751Gln却反之。但总体表明Asp312Asn、Lys751Gln是晚期NSCLC患者危险因素，可作为铂类化疗药物的敏感性与临床疗效的有效标志物。以上研究存在个别差异，可能原因是试验方法、样本量、异质性的研究人群、特异性的种族及差异的病理分型等导致，故不能将研究结果推广至整个人群。因此今后应扩大研究对象及对象间差异性，进行大规模和精心设计研究，以明确种族特异性群体及其不同组织学亚型的风险，以得出更为可靠的综合性结论。

综上所述，在治疗前筛选NSCLC患者ERCC2的基因多态性以预测晚期NSCLC患者对铂类化疗药物的敏感性，为患者制订出最佳的个体化治疗方案，具有广泛的应用前景。

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