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微卫星不稳定性在妇科肿瘤中的研究进展

2022-07-28
来源:求医网
中华医学杂志2000年第80卷第7期

宋英娜郎景和

关键词;微卫星微卫星不稳定性(MI)妇科肿瘤

微卫星和微卫星不稳定性(MI)是近年在肿瘤研究中的一个热点。它是继癌基因与抑癌基因之后,肿瘤分子发病机制的又一重大进展。现就围绕微卫星不稳定性在妇科肿瘤中的意义,我们综述如下。

一、微卫星及微卫星不稳定性的概念及检测方法

微卫星是广泛存在于原核及真核基因组中,具有高度多态性,简单串联式的核苷酸重复序列,真核生物中最常见的微卫星为(CA/GT)n重复序列,据估计约有50000~100 000个,多位于基因编码区附近,也可位于内含子及启动子中[1]。其功能尚不完全清楚,目前普遍认为它充当基因重组的热点,是基因变异和重排的来源。

微卫星不稳定性是指由于复制错误(replication errors, RER)引起的微卫星DNA长度改变,与相应的正常组织相比,微卫星不稳定性在电泳时出现等位带的移动、缺失或获得额外的带,被称为复制错误阳性(RER+)表现型[1]。微卫星不稳定性最早发现于遗传性非息肉性结直肠癌(HNPCC),90%的HNPCC和15%~30%的散发性结直肠癌存在MI[2]。胃癌、胰腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、小细胞肺癌等也有不同程度的MI[3]

微卫星序列短,且序列独特,易于体外经PCR扩增。目前检测MI的方法已成熟,步骤如下:(1)收集病变组织及自身正常组织;(2)提取基因组DNA;(3)选定特异的引物对微卫星位点进行PCR扩增;(4)扩增产物经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析有无迁移率的改变。该方法简便、快捷,适用于临床和基础研究。至今,应该对多少个微卫星标记进行检测来确认RER阳性表现型尚无定论,德国的HNPCC研究小组建议:当选取的微卫星标记中大于20%的位点出现带型的改变时可诊断为RER+表现型[2]

二、微卫星不稳定性与错配修复(MMR)系统

DNA复制过程易受各种内外因素的作用而产生结构和数量的改变,正常细胞有很好的防护机制,当DNA受损时,细胞启动修复系统,对损伤进行修复,从而保持遗传信息的正确无误。由于微卫星DNA的结构特点使其在复制时易产生滑动误配,正常情况下该错误是由MMR系统来纠正的。较早发现的4个人类MMR基因分别是hMSH2、hMLH1、hPMS1和hPMS2,他们的突变改变了细胞修复错误的能力,从而导致MI的发生。研究表明绝大多数HNPCC家族的受累者表现出MSH2和MLH1突变,并且上述MMR基因的突变是导致微卫星不稳定性发生的直接原因[4]。酵母菌和细菌中,DNA修复基因的突变也引起MI,由此更加证实了错配修复缺陷与微卫星不稳定性间的因果关系。

三、微卫星不稳定性与子宫内膜癌

1.微卫星不稳定性与子宫内膜癌的临床病理特征:子宫内膜癌是HNPCC家族中第二常见的恶性肿瘤,微卫星不稳定性不仅见于HNPCC家族中的子宫内膜癌患者,散发的子宫内膜癌也有一定的MI发生率。多个研究小组采用大样本对MI与子宫内膜癌的临床病理特征进行了分析,结果一致表明,MI与子宫内膜癌的组织学类型有关。内膜样癌RER阳性率(26%,30/116)明显高于非内膜样癌(2%,1/50),包括浆液乳头状癌、透明细胞癌、腺鳞癌等,MI与肿瘤分期、淋巴结转移、肌层浸润深度及病人的存活率无关[1,5-7]。关于MI与组织分级的关系,文献报道不甚一致。Caduff等[6]发现,低分化癌RER阳性率明显高于高分化癌,而Kihana[7]和Tibiletti等[8]的结果则表明,MI与肿瘤分级无关。另外Catasus等[1]还分析了发病年龄、雌激素刺激、粘蛋白状分化、C-erbB2或P53免疫染色与子宫内膜癌MI的关系,结果未发现RER+和RER-的子宫内膜癌在上述几方面差异有显著意义。

2.子宫内膜癌前病变的微卫星不稳定性:子宫内膜癌的发病机理虽然还不十分清楚,但普遍认为多数子宫内膜癌是由正常内膜经一系列增生直至不典型增生病变发展而来的。临床上45%的子宫内膜癌同时伴有子宫内膜不典型增生,不典型增生的妇女若不经治疗,将有30%发展为子宫内膜癌。研究发现,RER+子宫内膜癌组织周围的不典型增生病变也为RER+,并且二者来源于同一克隆,属于同一谱系,而RER+癌组织周围正常的子宫内膜和单纯增生则不具微卫星不稳定性[9-11]。可见,RER+表现型的获得在某些RER+子宫内膜癌的发展中是一个早期获得的特征性改变。微卫星不稳定性反映了错配修复缺陷,后者不仅导致MI,还可使基因突变的频率增高,包括癌基因和抑癌基因的突变。因此,RER+的不典型增生更易通过连续的克隆扩增直接进展至癌。

3.子宫内膜癌微卫星不稳定性的发生机制:鉴于HNPCC及散发性结直肠癌的MMR基因突变与MI间的因果关系,一些学者检测了RER+的散发性子宫内膜癌中MMR基因突变以探讨其微卫星不稳定性的发生机制。结果,在61例RER+的散发子宫内膜癌中仅3例发生MSH2突变,1例发生MLH1突变[4]。可见,上述错配修复基因的突变仅可解释小部分子宫内膜癌的微卫星不稳定性,多数子宫内膜癌还存在着其它的不同于HNPCC的MI发生机制。最新的研究发现,MLH1基因启动子的超甲基化也许可以解释多数散发子宫内膜癌的MI现象。在RER+子宫内膜癌中,有71%~92%的病例发生了MLH1启动子的超甲基化,RER-阴性肿瘤中,仅6%~10%有上述改变[4,12,13]。不论RER+或RER-病例均未发现MSH2的超甲基化[4]。免疫组织化学显示MLH1的甲基化伴随着MLH1表达的丢失[12]。上述研究使得人们对散发子宫内膜癌MI发生机制的认识有了飞跃,但MLH1的超甲基化与MI在子宫内膜癌中的因果关系还需进一步的实验以证明。

四、微卫星不稳定性与卵巢癌

1.不同类型的卵巢癌微卫星不稳定性发生情况:卵巢癌可发生于具有HNPCC综合征的病人中,HNPCC的家族成员中卵巢癌发病率较一般人群高3.5倍,这间接提示MI可能参与了卵巢癌的发生。但关于散发卵巢癌的MI阳性率各家报道不甚一致,有些较低,不足7%[14],另一些则达25%[15]。研究表明,MI与卵巢癌的组织学类型、生物学行为等有关。浆液性腺癌的RER阳性率较低(8%,2/24),那些不常见的组织学类型包括内膜样癌、浆液和粘液混合性肿瘤、恶性苗勒氏瘤和未成熟畸胎瘤则较高(5/7)[16]。Haas等[17]比较了生物学行为不同的两类卵巢肿瘤即交界性和恶性浆液性肿瘤的微卫星改变,结果交界性肿瘤RER阳性率(30%)明显高于恶性者(P<0.025)。Hickey等[15]发现Ia期卵巢癌MI阳性率(50%)高于进展期卵巢癌(1/14)。提示,不同组织类型和生物学行为的卵巢癌可能有不同的病因学。

2.微卫星不稳定性与卵巢癌的耐药性:在过去的20多年里,随着有效的化疗药如顺铂(DDP)、卡铂等的应用,卵巢癌的存活率已明显提高。但恶性肿瘤所表现出来的耐药性却大大限制了其应用。目前认为多药耐药产生的机制是多方面的,其中重要的一点为DNA损伤后细胞凋亡能力发生改变。许多基因参与了此过程的调控,包括P53基因。

近来在耐DDP或阿霉素的人卵巢癌细胞系中发现有频繁的微卫星不稳定性发生,而其亲代的对药物敏感的细胞系则无微卫星不稳定性。MI一旦获得,可在耐药细胞系中稳定遗传,即使不再有药物的作用[18]。提示卵巢癌细胞的耐药性与MI有一定的关系。Aebi等[19]发现对DDP等药物敏感的人卵巢腺癌细胞系2008正常表达hMLH1,其MI阴性,而经DDP作用后产生的耐DDP的亚系2008/A hMLH1表达缺失,而MI阳性。将染色体3(含hMLH1基因)引入hMLH1缺陷的人结肠癌细胞系HCT116后,其对DDP的耐药性降为原来1/2,同样引入染色体3(含hMSH2基因)后,hMSH2缺陷的人子宫内膜癌细胞系HEC59对DDP的耐药性降为原来的56%。可见DDP作用引起肿瘤细胞错配修复基因hMLH1表达缺乏,而hMLH1或hMSH2缺陷又在一定程度上赋予细胞对DDP的耐药。MI或错配修复系统的缺陷到底如何影响肿瘤细胞的耐药性?它与P53和细胞凋亡的关系如何?研究发现RER+耐DDP的细胞系P53功能丢失,凋亡水平降低,RER-对DDP敏感的亲代细胞系P53功能正常,DDP作用后细胞易于凋亡[18]。在人卵巢癌组织中也发现P53插入/缺失突变与MI高度相关[20]。由此推论,抗癌药物作用导致DNA损伤和错配修复功能缺陷,肿瘤细胞获得RER+表现型,其P53基因突变,DNA损伤诱导的凋亡水平降低,那些少数能发生凋亡的细胞被淘汰,而失去凋亡能力的细胞克隆得以扩增,进而获得对多种化疗药物的耐药性。当然这只是根据体外研究结果得出的一个假说,尚需进行更为细致的工作以验证其临床可靠性并指导治疗。

五、微卫星不稳定性与其他妇科肿瘤

微卫星不稳定性在其它妇科肿瘤中的报道尚不多见。多个研究均显示子宫颈癌RER阳性率较低,不足5%,并且与病理分级、临床分期、肿瘤类型及人乳头瘤病毒感染无关[3,21,22]。French等[23]在23例子宫平滑肌瘤中检测到7例MI阳性,提示MI可能参与了平滑肌细胞的良性转化,而Quade等[24]则在13例子宫肌瘤