散发性结肠癌中相关基因突变的研究进展

潘理会　李育庄　李春辉

【摘要】 结直肠癌是常见的消化道肿瘤之一，其病因和发病机制十分复杂，大部分肠癌都是非遗传性的“散发性肠癌”。散发性结肠癌是一个多基因突变累积作用的结果，主要包括癌基因的激活、抑癌基因的失活及错配修复基因的缺失。近年来，从分子水平上研究散发性结肠癌的发生、发展及预后，寻找有效的治疗方法，已成为热点。本文围绕着散发性结肠癌相关基因突变的最新研究进展作一综述，为更好地研究散发性结肠癌提供一定理论依据。

【关键词】 散发性结肠癌； 相关基因； 研究进展

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2018.9.093 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2018）09-0183-03

Progress in the Study of Related Gene Mutations in Sporadic Colon Cancer/PAN Lihui，LI Yuzhuang，LI Chunhui.//Chinese and Foreign Medical Research，2018，16（9）：183-185

【Abstract】 Colorectal cancer（CRC） is one of the most common tumor，which has complicated pathogenesis.It is estimated that the vast majority of CRC is non-hereditary “sporadic cancers”.Sporadic colon cancer is the result of a multigene mutation accumulation，mainly include the activation of cancer gene，loss-of-function inactivation of tumor suppressor genes，and the lack of mismatch repair genes.In recent years，the research of the genesis，development and prognosis of sporadic colon cancer on molecular level to find more effective treament has become the hotspot.In this paper，the latest research on the gene mutation of sporadic colon cancer is reviewed to provide a theoretical basis for better understanding of sporadic colon cancer.

【Key words】 Sporadic colorectal cancer； Related gene； Research progress

First-authors address：Chengde Medical University，Chengde 067000，China

结肠癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤，根据病因学分类分为遗传性和散发性，遗传性结肠癌包括家族性腺瘤性息肉病（familial adenomatous polyposis，FAP）和遗传性非息肉病性结肠癌（hereditary nonpolyposis colorectal cancer，HNPCC），发病率共占全部结肠癌的15%～20%；散发性结肠癌（sporadic colorectal cancer，SCRC）发病率占80%以上。SCRC不仅发病率高而且病因复杂，是目前研究的热点。SCRC目前发病机制尚未完全清楚，其癌变起源于肠黏膜上皮细胞，从“黏膜上皮异常增生-腺瘤-癌”的序列变化中涉及一系列的基因改变。近年来，基因突变的检测已成为肿瘤诊断和治疗研究的一个重要课题，从分子水平上探讨SCRC的基因突变状态，可为SCRC发病机制的阐明提供理论依据，为SCRC的早期筛查、防治及预后评估提供新的生物学标识，本文就参与SCRC发生、发展的相关基因的研究现状作一综述。

现代医学认为肿瘤是一种基因病，是一个多基因改变的生物学过程，主要包括癌基因激活、抑癌基因失活及错配修复基因缺失。

1 癌基因

癌基因与细胞增殖相关，突变后转化成具有活性的癌基因，导致基因产物过渡表达，刺激细胞过度增殖、生长，形成肿瘤。

1.1 KRAS基因

KRAS基因定位于染色体12p12.1，是与肿瘤相关性最高的癌基因，正常情况下参与细胞内信号传导通路的调节，突变后使信号通路持续开放，刺激细胞异常增殖、分化，转化为癌细胞。KRAS突变多发生在2号外显子的12、13密码子和3号外显子的61密码子上，以12密码子最多见，在结肠癌中突变率为30%～45%[1]。吴伟等[2]研究显示，SCRC中KRAS突变率为39.7%，其中12密码子突变率为78.2%，13密码子突变率为21.8%，且突变率在淋巴结转移组显著增高，表明KRAS参与了侵袭及转移过程，提示抑制KRAS突变可有效阻止SCRC的发展进程。高枫等[3]研究发现，SCRC组织中KRAS突变检出率为43.8%，且女性患者明显高于男性，提示女性患者可能更容易发生KRAS突变。Voskuil等[4]研究发现，SCRC中KRAS突变率明显高于HNPCC中突变率，说明KRAS在散发性癌的发病中起着更重要的作用。KRAS突变在SCRC中有較高表达率，且与肿瘤的浸润深度及淋巴结转移密切相关，其突变状态的检测有助于提高SCRC检出率，以便实施及早干预治疗。

1.2 BRAF基因

BRAF基因定位于染色体7q34，是KRAS/BRAF/MAPK信号通路中重要的转导因子，参与细胞的生长、分化及凋亡等多种生物学事件，突变后导致信号通路持续激活，刺激细胞无序的生长、分化，引发癌变。目前已发现BRAF突变类型40余种，涵盖24个密码子，90%以上发生在15外显子V600E密码子上，在结直肠癌中突变率为4%～15%[5]。Packham等[6]研究发现，SCRC中BRAF突变率为13.2%，随着TNM分期增加突变率明显升高，表明BRAF与SCRC进展有相关性。Domingo等[7]报道SCRC中BRAF突变率高达40%，而HNPCC中未检出1例BRAF突变，提出BRAF可作为筛查SCRC和HNPCC的一种有效检测手段。近年研究证实SCRC发病除遵循传统的腺瘤-癌途径，还存在另一条锯齿状成瘤途径，即“畸形隐窝灶（ACP）-增生性息肉（HP）-锯齿状腺瘤（SA）-癌”，BRAF突变是这条途径的主要调控因子。Rosenberg等[8]报道，16例锯齿状病变中检出10例BRAFV600E突变，认为BRAF突变与锯齿状病变存在着较强的相关性，可作为SCRC锯齿状病变的特异性标记物。OBrien等[9]报道，除SA外，ACP、HP中均存在较高的BRAF突变，表明BRAF突变是结直肠癌锯齿状腺瘤成癌途径的早期分子事件。以往研究认为BRAF和KRAS突变具有互相排斥性，是相互独立的遗传事件，Nagasaka等[10]报道9%的SCRC存在BRAFV600E突变，31%的SCRC存在KRAS突变，两者从不在同一肿瘤中出现，表明BRAF不依赖于KRAS而独立地参与SCRC的发展进程。BRAF是近年才发现的一种与肿瘤相关的基因，它在肿瘤的发生、发展中能否发挥着独立作用，能否作为一个新的诊断标记和治疗靶点还未确定。

1.3 C-crbB-2基因

C-crbB-2基因是一种细胞来源的癌基因，定位于染色体17q21，正常情况下处于非激活状态，参与调节细胞的生长、分化，突变后构象发生改变以致调控失常，刺激细胞无控制地增殖、分化，最终恶性转化。一些研究报道C-crbB-2最常见的突变类型是20外显子插入突变A775-G776 ins YVMA，在人类肿瘤中C-crbB-2突变率很低，在结肠癌中仅为0.6%～5%[11]。Half等[12]研究显示，SCRC中C-crbB-2突变与分化程度相关，高分化癌表达率明显低于低分化癌。肖秀英等[13]研究发现，SCRC中C-crbB-2蛋白在淋巴结转移灶中阳性表达水平明显高于原发灶，认为C-crbB-2的阳性表达与SCRC的侵袭性生物学行为相关，可作为评估SCRC临床预后的生物学指标。检测C-crbB-2突变状况，可为SCRC筛选高危转移人群及评估预后状况提供有效的参考指标，指导个体化治疗方案的制定。

2 抑癌基因

抑癌基因又称抗癌基因，激活后抑制细胞的增殖、生长，具有抑癌作用；失活后抑癌作用减弱甚至消除，导致癌变。在肿瘤的形成中抑癌基因的失活比癌基因的激活更为重要。

2.1 结肠腺瘤样息肉病基因

结肠腺瘤样息肉病基因（APC）定位于染色体5q21，研究认为APC的致癌机制与APC-β-连环素-T细胞因子（APC-β-catenin-Tef）通路有关，β-catenin进入核内与Tef结合形成复合物，启动基因转录，诱导与细胞增殖相关基因的表达，突变后导致胞内β-catenin降解障碍而大量蓄积，促进肿瘤细胞增殖癌变。APC突变是结肠癌从正常黏膜向腺瘤转变中发生最早的基因，且贯穿于整个癌变始终，胚系细胞突变是FAP发病的分子病理基础，体细胞突变是SCRC发病的主要诱因，这一结论早已得到研究证实。APC有21外显子，第15外显子5端存在一个突变密集区（MCR），被视为突变热区，在SCRC中APC基因15外显子MCR区体细胞突变率为35.9%～65.5%[14-15]。唐卫中等[15]研究报道，SCRC中APC基因MCR区段的突变率为37.5%，突变随着淋巴结的远处转移而明显增高，认为该区域是中国人散发性大肠癌APC突变的热区，与SCRC发病密切相关，与国外报道[16]相似。研究证实APC突变形成提前的终止密码，导致APC蛋白呈“截断”的改变，是肿瘤的致病因素。张鑫等[17]研究宁夏地区SCRC中APC第15外显子特定区域的突变率为43.1%，其中截短型突变占77%，提出APC是宁夏地区SCRC的常见病因基因，以截短型突变为主。由此可见，在SCRC患者中检测APC突变对SCRC的早期诊断及干预治疗有重要的参考价值。

2.2 p53基因

p53基因定位于染色体17p13.1，是细胞生长周期中的一个负调节因子，具有阻止细胞周期运行、抑制细胞生长、诱导细胞程序性凋亡等生物学功能，突变后失活，负调节功能受到抑制，发挥癌基因作用，促进肿瘤的发生、发展。p53含有11个外显子，突变位点多集中于第5～8外显子，与人类肿瘤相关性最高的抑癌基因，关于p53在结肠癌中突变率从22%～70%国内外报道不一[18]。Aizat等[19]对SCRC中p53基因突变筛查分析，认为p53突变是诱发SCRC的重要基因，可作为评估SCRC预后预测因子。胡江辉等[20]检测散发性结肠癌、癌旁及对应正常组织中p53突变的表达情况，发现癌组织及距癌灶3～9 cm的癌旁组织中p53阳性表达率高于距癌灶≥10 cm的结肠组织，提出突变型p53参与了SCRC的形成过程。徐艳松等[21]研究显示，SCRC中p53突变率为35.4%，且所有突变均为体细胞杂合子突变，未见胚系突变，提出后天因素是诱发p53突变的主要原因。总之，SCRC中KRAS的突变状态的检测，有助于提高诊断的准确性，正确地指导个体化治疗。

2.3 乳腺和卵巢癌易感基因

乳腺和卵巢癌易感基因（BRCA1）定位于染色体17q21，是乳腺癌、卵巢癌的特异性抑癌基因。和其他抑癌基因一樣，在正常情况下对细胞生长、增殖起负调控作用，抑制细胞的生长、增殖，突变后导致细胞异常分化、过度增殖，恶性转化。BRCA1可发生多形式多位点的突变，目前公认的4个突变热点是外显子2的185缺失AG，外显子11的1294缺失40、4184缺失4，外显子20的5382插入C，共占整个胚系突变的28%[22]。在散发性乳腺癌和卵巢癌患者中BRCA1突变率高达50%～100%，而SCRC中报道少见。杨文杰等[23]检测SCRC中BRCA1第2、11、20外显子的突变中均未检出Ashkenazi犹太妇女的185delAG、3232A-G、5382insC突变，也未检测出其他突变，认为此突变可能存在种族或地域差异，对中国人SCRC的发生影响不大。

3 錯配修复基因

错配修复基因（MMR）既非癌基因，也非抑癌基因，是另一类与肿瘤相关的基因。MMR是一类与碱基错配反应修复有关的基因，它不同于癌基因和抑癌基因的对细胞的增殖、生长具有直接作用，而是通过特异地识别及修复DNA复制过程中产生的错误，降低基因自发性突变，间接抑制肿瘤的发生。

hMLH1和hMSH2分别定位于3q21-23和2q21-22，是细胞内DNA碱基错配修复的两个主要功能基因，突变后导致错配修复功能缺失，不能及时识别和修复突变的基因，导致基因突变率增高，细胞癌变风险增加。目前发现9个与人类肿瘤相关的MMR，以hMLH1和hMSH2突变频率最高，共占MMR突变的80%以上。hMLH1有19个外显子，hMSH2有16个外显子，目前确切的突变热点未见报道。陶卫平等[24]检测SCRC患者外周血中hMLH1 45位点基因多态性，发现hMLH1 45位点C-C基因型频率明显高于普通人群，提出该基因突变可能是我国的SCRC易感基因。报道SCRC中hMSH2第8外显子的T/G突变，频率为6.7%[25-26]。Gu等[27]研究报道，SCRC中存在DNA错配修复系统的异常，主要表现为hMLH1、hMSH2的低表达或缺失，使癌变组织修复功能的受损，促进肿瘤形成。总之，MMR的异常表达功能缺失引发一系列癌基因和抑癌基因突变是肿瘤的进程中的一个重要因素。

4 结语

SCRC的发生、发展是多基因协同作用累积的结果，其发病率高、病程迅速，是临床治疗效果最差的恶性肿瘤之一。近年来，由于基因靶向药物的兴起，使SCRC的治疗有了突破性进展，所以基因突变状况的检测对降低患者的漏诊率和死亡率，提高生存质量具有实际意义。但在SCRC中一些相关基因的确切生理功能和致病机制尚未完全清楚，还需要大样本、大规模的深入研究，为SCRC发病的阐明分子机制提供新的理论证据，为挖掘SCRC潜在的分子标识提供新的靶点，给SCRC患者带来新的希望。

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（收稿日期：2017-10-20）