膽管癌遺傳學(xué)生物標(biāo)志物的研究進展,醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)論文

膽管癌遺傳學(xué)生物標(biāo)志物的研究進展,醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)論文內(nèi)容摘要：膽管癌是一種起源于膽管上皮細胞的罕見惡性腫瘤,近年來其發(fā)病率逐年上升。膽管癌因其發(fā)生、發(fā)展隱匿,異常感覺和狀態(tài)及體征出現(xiàn)晚,常在疾病晚期才得以診斷。根治性手術(shù)切除是唯一可能治愈膽管癌的方式方法,但是臨床上至少有1/3的患者在初次診斷時就已經(jīng)失去手術(shù)時機。因而,臨床上急需能夠早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷膽管癌的檢測手段。腫瘤的生物標(biāo)志物作為重要的臨床指標(biāo),對腫瘤的早期診斷、治療選擇和預(yù)后判定均有重要意義。當(dāng)前,膽管癌相關(guān)的生物標(biāo)志物研究有新的進展,本文將從基因突變以及表觀遺傳改變等遺傳學(xué)角度出發(fā),歸納總結(jié)膽管癌相關(guān)腫瘤標(biāo)志物的研究進展和臨床應(yīng)用。本文關(guān)鍵詞語：遺傳學(xué)應(yīng)用,分子生物學(xué),遺傳標(biāo)記,DNA突變分析,表觀基因組膽管癌是一種起源于膽管上皮細胞的罕見惡性腫瘤,近10年來其發(fā)病率增加近20%[1]。根據(jù)解剖部位不同,膽管癌可分為肝內(nèi)膽管癌、肝門部膽管癌和遠端膽管癌,后兩者統(tǒng)稱為肝外膽管癌。膽管癌因其發(fā)生、發(fā)展隱匿,異常感覺和狀態(tài)及體征出現(xiàn)晚,常在疾病晚期才得以診斷。根治性手術(shù)切除是唯一可能治愈膽管癌的方式方法。肝內(nèi)膽管癌、肝門部膽管癌和遠端膽管癌根治性手術(shù)后的5年生存率分別為22%~44%、11%~41%和27%~37%[2]。而對于晚期進展期膽管癌失去手術(shù)治療時機的患者,由于缺乏有效的化療或靶向治療等治療手段,華而不實位生存期缺乏1年[3]。臨床上至少有1/3的患者在初次診斷時就已經(jīng)失去手術(shù)時機[2,4]。因而,臨床上急需能夠早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷膽管癌的檢測手段。腫瘤的生物標(biāo)志物對腫瘤的早期診斷、治療選擇和預(yù)后判定均有重要意義。但當(dāng)前常用的CA19-9、CEA等指標(biāo)特異性不高,僅具有參考意義。隨著膽管癌發(fā)生、發(fā)展的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)的研究深切進入,對膽管癌相關(guān)的生物標(biāo)志物的研究有新的進展。當(dāng)前常見的膽管癌相關(guān)的腫瘤標(biāo)志物包括癌基因相關(guān)、抑癌基因相關(guān)、表觀遺傳改變以及腫瘤相關(guān)抗原等。本文將從基因突變以及表觀遺傳改變等遺傳學(xué)角度出發(fā),歸納總結(jié)膽管癌相關(guān)腫瘤標(biāo)志物的研究進展和臨床應(yīng)用。一、基因突變由于危險因素、病理類型等方面的多樣性,膽管癌具有顯著的遺傳異質(zhì)性。Zou等[5]通過外顯子組測序技術(shù)對102例肝內(nèi)膽管癌患者進行基因檢測,發(fā)現(xiàn)膽管癌患者的體細胞突變基因存在宏大的差異性,致病基因突變?nèi)狈μ禺愋?僅有少數(shù)基因突變在膽管癌患者中高發(fā)。根據(jù)癌癥體細胞突變數(shù)據(jù)庫(CatalogueofSomaticMutationsinCancer,COSMIC)顯示,約33%的膽管癌患者攜帶Tumorproteinp53(TP53)基因突變,另外超過10%的突變基由于AT-richinteractiondomaincontainingprotein1A(ARID1A)、Titin(TTN)和v-Kiras2Kirstenratsarcomaviraloncogenehomolog(KRAS)[6]。固然如此,隨著越來越多大規(guī)模的基因測序分析研究,人們發(fā)現(xiàn)基因表型與臨床病因、疾病亞型以及預(yù)后情況都有重要的相關(guān)性,是重要的生物標(biāo)志物。比方肝吸蟲相關(guān)的膽管癌患者中攜帶TP53基因突變更多,而非肝吸蟲相關(guān)的膽管癌患者中更多的是攜帶Brca1-associatedprotein1(BAP1),Isocitratedehydrogenase1/2(IDH1/2)基因突變[7]。Telomerasereversetranscriptase(TERT)和Polybromo1(PBRM1)基因突變在慢性肝炎相關(guān)的膽管癌患者中更多見,而KRAS、IDH1/2更多地在非慢性肝炎相關(guān)膽管癌患者中出現(xiàn)[8]。肝內(nèi)膽管癌多為BAP1和IDH1/2基因突變,而肝外膽管癌更多見KRAS和TP53基因突變[9]。Fibroblastgrowthfactorreceptor2(FGFR2)融合基因在肝內(nèi)膽管癌中多見,而在肝外膽管癌患者中則極少出現(xiàn)[10]。因而,結(jié)合患者的基因?qū)W生物標(biāo)志物,能夠?qū)δ懝馨┻M行愈加精準(zhǔn)的分子分型,為將來可能的精準(zhǔn)醫(yī)療奠定基礎(chǔ),進而改善疾病預(yù)后。1.TP53基因:TP53基因作為轉(zhuǎn)錄因子之一,與細胞應(yīng)激反響相關(guān)。其編碼的蛋白可與DNA結(jié)合進而調(diào)節(jié)其他基因的表示出,促進細胞周期停滯、細胞凋亡、DNA修復(fù)等。TP53是最重要的抑癌基因之一,超過50%的腫瘤患者都發(fā)生了TP53基因突變[11]。Zou等[5]在102例膽管癌患者中發(fā)現(xiàn)39例發(fā)生TP53基因突變,約占38.2%。但是Chan-on等[7]和Jiao等[12]報道的突變比例在6%~10%,這種顯著的差異可能與膽管癌的危險因素相關(guān),比方肝吸蟲感染環(huán)境影響。同時,TP53基因突變與膽管癌患者的生存時間密切相關(guān),有TP53基因突變的患者預(yù)后更差,生存時間更短。因而,TP53還可作為判定疾病預(yù)后的生物標(biāo)志物。2.KRAS基因:KRAS基因?qū)儆赗AS基因家族,可編碼具有GTP酶活性的P21蛋白,與下游的Raf/MEK/ERK及MAPK等構(gòu)成了經(jīng)典的酪氨酸激酶信號通路,對細胞的增殖、分化、遷移和凋亡等起到重要調(diào)節(jié)作用[13,14]。KRAS基因突變導(dǎo)致P21蛋白構(gòu)造與功能異常,可持續(xù)激活下游通路,引起細胞過度增殖,最終導(dǎo)致癌變。膽管癌KRAS基因突變率在不同研究報道中略有不同。Churi等[15]對75例膽管癌進行基因芯片檢測,發(fā)如今肝內(nèi)膽管癌患者中約24%存在KRAS突變,而肝外膽管癌患者中約40%存在KRAS突變。Zou等[5]則報道在肝內(nèi)膽管癌中約16.7%存在KRAS突變。KRAS突變與膽管癌局部浸潤以及淋逢迎轉(zhuǎn)移相關(guān),有KRAS突變患者的中位生存期明顯短于無突變患者[16,17]。因而,KRAS基因突變可能是一個判定膽管癌預(yù)后的獨立指標(biāo)。3.ARID1A基因:ARID1A基因所編碼的蛋白是染色質(zhì)重塑復(fù)合物SWI/SNF的組成之一,與細胞增殖、分化及DNA修復(fù)等多種細胞活動相關(guān),是一種重要的抑癌基因[18]。近年來,隨著大規(guī)模的基因組測序技術(shù)的應(yīng)用,ARID1A基因與膽管癌的關(guān)系已逐步被認(rèn)識。Sasaki等[19]發(fā)現(xiàn)約14%膽管癌患者腫瘤組織中存在ARID1A基因表示出缺失,這些患者在臨床和組織病理上有獨特的特征。ARID1A基因表示出缺失在女性患者中更多見,腫瘤的大體類型上多為腫塊型和平坦浸潤型,而ARID1A基因表示出缺失的膽管癌病理類型全部表現(xiàn)為管狀腺癌。這種單一的病理表現(xiàn),提示ARID1A基因突變相關(guān)的膽管癌是一種特殊的膽管癌亞型,可能存在不同的發(fā)病機制。不僅如此,Yang等[20]發(fā)現(xiàn)低ARID1A基因表示出還與肝內(nèi)膽管癌的腫瘤結(jié)節(jié)數(shù)量、靜脈侵犯情況和腫瘤復(fù)發(fā)相關(guān),患者的總體生存率與ARID1A表示出量呈負(fù)相關(guān)。因而,ARID1A基因還可作為一種潛在的預(yù)后相關(guān)生物標(biāo)志物。二、表觀遺傳改變以及微小RNA(miRNA)作用表觀遺傳學(xué)是指DNA或者組蛋白的獲得性改變,比方DNA甲基化和組蛋白修飾,而非DNA序列的改變,可調(diào)節(jié)下游基因的表示出[21]。衰老、慢性炎癥等均能夠?qū)е录毎碛^遺傳學(xué)的改變。而異常的DNA甲基化或者組蛋白修飾可導(dǎo)致抑癌基因喪失功能或者引起染色體不穩(wěn)定,進而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[22]。miRNA是一種約含22個核苷酸的非編碼RNA,能夠內(nèi)源性的抑制目的基因的表示出。miRNA具有組織特異性,對細胞的增殖、凋亡、分化以及腫瘤構(gòu)成都有重要的調(diào)節(jié)作用[23]。當(dāng)前已發(fā)現(xiàn)多個甲基化相關(guān)基因以及基因甲基化異常或者miRNA異常與膽管癌相關(guān),可能作為新的生物標(biāo)志物,并對膽管癌的預(yù)后和治療有一定指導(dǎo)作用。1.IDH基因:作為基因組表觀遺傳水平的重要調(diào)節(jié)元件,IDH基因突變能夠改變基因組的甲基化水平,導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄組的改變,進而影響細胞分化等[24]。15%~22%的肝內(nèi)膽管癌患者有IDH1和IDH2基因突變,并且存在IDH1/2突變的腫瘤組織分化更差,這些患者的3年生存率明顯小于非突變患者(33%vs81%)[25,26]。2.mutLHomolog1(MLH1)基因:Limpaiboon等[27]發(fā)現(xiàn)約44.6%的肝內(nèi)膽管癌患者存在DNA錯配修復(fù)蛋白MLH1基因啟動子區(qū)的高甲基化改變。3.DeathAssociatedProteinKinase1(DAPK)基因:Liu等[28]發(fā)如今約30.6%的膽管癌組織中存在DAPK基因的高甲基化,并且在這些高甲基化的組織中,DAPK蛋白的表示出被明顯的抑制。而DAPK基因的表示出抑制能夠增加腫瘤細胞對凋亡和免疫監(jiān)視的抵抗能力。同時,假如DAPK基因的高甲基化合并有TP53基因突變,可能預(yù)示著惡性程度更高層次,預(yù)后更差[29]。miRNA和DNA甲基化水平存在密切關(guān)系。Braconi等[30]發(fā)現(xiàn)miR-148a和miR-152可調(diào)節(jié)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1(DNAmethyltransferase1,DNMT1)基因的表示出,進而影響基因組的甲基化水平。同時miRNAs也遭到DNA甲基化的調(diào)節(jié)。在膽管癌細胞中,高白介素6所致DNA高甲基化可導(dǎo)致miR-370表示出明顯減少[31]。miR-370作為一種抑癌miRNA,其低表示出可促進腫瘤構(gòu)成。miRNAs可選擇性的調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)基因的表示出,與腫瘤分級、血管侵犯、淋逢迎轉(zhuǎn)移以及生存期相關(guān)[32,33],既可作為預(yù)后相關(guān)的生物標(biāo)志物,也是基因治療等新型靶向治療的研究熱門。三、長鏈非編碼RNA(longnon-codingRNA,lncRNA)的作用lncRNA是一種長度大于200個核苷酸的非編碼RNA,介入細胞內(nèi)多種經(jīng)過調(diào)控如RNA剪切、染色質(zhì)重構(gòu)等,與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及腫瘤的藥物抗性等都有密切的關(guān)系[34,35]。近年來,lncRNA與膽管癌的關(guān)系成為新的研究熱門,并且越來越多的研究表示清楚,lncRNA是膽管癌重要的生物標(biāo)志物。Prostatecancer-associatedtranscript1(PCAT-1)最早在前列腺癌組織中發(fā)現(xiàn),與前列腺癌、食管癌等多種腫瘤的分期和預(yù)后相關(guān)[36,37]。Zhang等[38]發(fā)如今肝外膽管癌患者的癌組織中PCAT-1也存在高表示出,并且通過下調(diào)PCAT-1的表示出,可抑制腫瘤細胞生長和遷移,并促進其凋亡。因而,PCAT-1可作為肝外膽管癌的潛在治療靶點。Actinfilamentassociatedprotein1antisenseRNA1(AFAP1-AS1)是重要的腫瘤相關(guān)lncRNA,在食管腺癌、肝細胞癌、胰腺導(dǎo)管腺癌以及鼻咽癌中均有高表示出。Lu等[39]發(fā)現(xiàn)AFAP1-AS1與膽管癌患者的腫瘤大小、血管侵犯、臨床分期以及總生存率相關(guān),其過表示出提示腫瘤惡性程度高,可作為預(yù)后不良的生物標(biāo)志物。隨著lncRNA的研究深切進入,lncRNA必將成為膽管癌的重要生物標(biāo)志物,對腫瘤的分期、預(yù)后判定和治療起到重要的指導(dǎo)意義。小結(jié)膽管癌由于其發(fā)病隱匿,異常感覺和狀態(tài)出現(xiàn)晚,臨床上難以早期診斷,疾病預(yù)后較差。生物標(biāo)志物作為疾病診斷的重要指標(biāo),對膽管癌的早期診斷、疾病分型以及預(yù)后判定都有重要的意義(表1)。隨著遺傳學(xué)研究手段的更新,人們對膽管癌的分子遺傳學(xué)發(fā)生機制以及遺傳學(xué)相關(guān)的生物標(biāo)志物有了更深切進入的認(rèn)識。遺傳學(xué)相關(guān)的生物標(biāo)志物確實認(rèn)能夠輔助膽管癌的精準(zhǔn)分型,對病因、病理類型以及預(yù)后都有一定提示意義,為將來精準(zhǔn)靶向治療奠定理論基礎(chǔ)。以下為參考文獻[1]GlobalBurdenofDiseaseCancer,FitzmauriceC,AllenC,etal.Global,regional,andnationalcancerincidence,mortality,yearsoflifelost,yearslivedwithdisability,anddisability-adjustedlifeyearsfor32cancergroups,1990to2021:asystematicanalysisfortheglobalburdenofdiseasestudy[J].JAMAOncol,2021,3(4):524-548.[2]KhanSA,DavidsonBR,GoldinRD,etal.Guidelinesforthediagnosisandtreatmentofcholangiocarcinoma:anupdate[J].Gut,2020,61(12):1657-1669.[3]ParkJ,