李皖云

（安徽省宿州市第一人民醫(yī)院病理科，宿州 234000）

結(jié)直腸癌（colorectal cancer, CRC）是普遍性影響公眾健康的一種致命性疾病[1]，它屬于世界第三大類癌癥，也是繼男性肺癌和前列腺癌之后的第三類癌癥，并且緊位于女性乳腺癌之后排在第二位[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[3]全世界每年大約有60萬(wàn)人死于CRC，占所有癌癥死亡的8%，因此居于所有惡性腫瘤死因中第四位。2015年在美國(guó)發(fā)現(xiàn)的132,700例CRC患者中近5萬(wàn)人死亡[4]。這種現(xiàn)象是主要?dú)w為內(nèi)外因素相互作用的結(jié)果，例如化學(xué)制劑、吸煙、飲酒和脂肪代謝均可引起DNA損傷，從而增加罹患CRC的幾率。其中高達(dá)35%的CRC是由遺傳因素引起的，但目前只有5%到10%的CRC主要由MMR基因和腺瘤性息肉病基因的高危突變所致[1]。

1 錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)的組成成員

1993年，F(xiàn)ishel等第一次發(fā)現(xiàn)人類MMR基因hMSH2，隨后 hMSH3、hMSH4、hMSH5、hMSH6、hMLH1、hMLH2、hPMS1和hPMS2 等 8種MMR基因被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，它們組成DNA錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)（mismatch repair system, MMRs）。其中hMLH1、hMSH2和hMSH6是MMRs中研究最多且與CRC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的3個(gè)基因，均對(duì)DNA復(fù)制錯(cuò)誤中出現(xiàn)的錯(cuò)配堿基進(jìn)行識(shí)別和修復(fù)。正常機(jī)體內(nèi)存在一套完整的DNA修復(fù)系統(tǒng)，可以確保復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行，由于理化因素、腸內(nèi)細(xì)菌或毒素等使DNA受損致使機(jī)體修復(fù)機(jī)制出現(xiàn)異常，導(dǎo)致基因突變甚至組織細(xì)胞癌變。細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過程中不可避免地發(fā)生堿基錯(cuò)配，MMR基因?qū)﹀e(cuò)配修復(fù)位點(diǎn)的識(shí)別、切除并修復(fù)，為保護(hù)人類基因組的穩(wěn)定性發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

2 錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)的修復(fù)機(jī)制

首先，hMSH2與hMSH6形成異二聚體復(fù)合物hMutS-α，在非甲基化子鏈的DNA堿基錯(cuò)配區(qū)結(jié)合，同時(shí)在異二聚體hMutL-α（hMLH1/hPMS2）的協(xié)助下特異性識(shí)別、修復(fù)DNA復(fù)制過程中出現(xiàn)的單個(gè)插入/缺失的錯(cuò)配堿基；然后，以上兩個(gè)二聚體可以激活與MUTH（一種用來(lái)校正新合成DNA鏈中一個(gè)配對(duì)錯(cuò)誤堿基的蛋白）蛋白相關(guān)的GATC核酸內(nèi)切酶并切除未經(jīng)修飾的甲基化GATC序列；最后hMutS和hMutL在DNA解旋酶的協(xié)同作用下，切除新生鏈錯(cuò)配區(qū)的堿基對(duì)，從而啟動(dòng)整個(gè)修復(fù)反應(yīng)過程；此外，hMutS-β（hMSH2/hMSH3）異二聚體可以在hMutL-α和hMutL-β（hMLH1/hPMS1）異二聚體的協(xié)助下特異性識(shí)別和修復(fù)大片段的堿基對(duì)的插入/缺失[3]。這些蛋白二聚體一旦檢測(cè)到錯(cuò)配的堿基，就能夠與相關(guān)的酶結(jié)合，切除含有錯(cuò)配的基因片段，然后重新合成新的DNA片段完成基因錯(cuò)配修復(fù)的整個(gè)過程[5]。DNA復(fù)制過程中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)DNA聚合酶的滑移，而不能有效切除這些錯(cuò)誤的重復(fù)序列就會(huì)導(dǎo)致基因錯(cuò)義突變，其中微衛(wèi)星（microsatellite）區(qū)域最容易受到核苷酸多態(tài)性的影響。有研究發(fā)現(xiàn)，在130多個(gè)已知的DNA修復(fù)基因中，很多多態(tài)性單核苷酸鏈 (SNP)被識(shí)別[6]。微衛(wèi)星又稱短串聯(lián)重復(fù)序列，一般由1～6個(gè)核苷酸串聯(lián)并重復(fù)排列組成的DNA小序列，微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability, MSI）是由于復(fù)制錯(cuò)誤造成的微衛(wèi)星重復(fù)的數(shù)目改變，導(dǎo)致MMR基因缺陷。MMR蛋白能提高與錯(cuò)配堿基結(jié)合的效率，并可以識(shí)別、切除含有錯(cuò)配堿基對(duì)的重復(fù)序列，避免MSI發(fā)生導(dǎo)致腫瘤形成。

3 錯(cuò)配修復(fù)功能缺陷與CRC發(fā)生發(fā)展

在CRC的發(fā)生發(fā)展過程中，90%的MMR基因突變主要因MLH1和MSH2的失活引起[7]，而且MLH1啟動(dòng)子甲基化主要導(dǎo)致MSI高表達(dá)[8]，同時(shí)，MSI可以引起MMR基因突變/失活；此外，hMSH6單獨(dú)突變僅僅能導(dǎo)致MMR功能的部分缺失，但是hMSH2的錯(cuò)義突變卻導(dǎo)致hMSH2/hMSH6依賴的MMR基因失活。此兩種情況致使MMR系統(tǒng)功能缺失，不能及時(shí)修復(fù)DNA復(fù)制時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤配對(duì)的堿基，進(jìn)而使癌基因激活、抑癌基因突變失活累積致CRC發(fā)生。

據(jù)報(bào)道[9]，CRC中3%的遺傳性非息肉病性大腸癌（hereditarynonpolyposis colorectal cancer, HNPCC）構(gòu)成了最常見的遺傳性結(jié)直癌綜合征[10]，攜帶胚系基因突變的人群更易患CRC；相關(guān)資料研究表明[11]，在HNPCC患者中，hMLH1和hMSH2蛋白表達(dá)缺失與CRC的浸潤(rùn)深度相關(guān)，與預(yù)后無(wú)關(guān)。最近有研究發(fā)現(xiàn)[12]腫瘤的分化程度影響hLMH1和hMSH2的表達(dá)缺失，腫瘤分化程度越低，它們的表達(dá)缺失現(xiàn)象加重，也有人發(fā)現(xiàn)[13]此二種蛋白與腫瘤分化程度和發(fā)生部位密切相關(guān)，MMR基因表達(dá)缺失在低分化的近端CRC組織中較多并加重腫瘤的惡化程度。此外，譚學(xué)賢等[14]發(fā)現(xiàn)hMSH6蛋白缺失也與浸潤(rùn)深度有關(guān)，癌組織浸潤(rùn)深度越大，其表達(dá)缺失越多。因此，誘發(fā)結(jié)直腸癌的重要原因可能是hMLH1、hMSH2、hMSH6和（或）hPMS2表達(dá)缺失，通過檢測(cè)它們?cè)诮Y(jié)直腸癌中的表達(dá)缺失情況，可以為臨床藥物治療與預(yù)后評(píng)估提供更有價(jià)值的參考依據(jù)。目前，hMLH1、hMSH2和hMSH6三種蛋白表達(dá)缺失被公認(rèn)為HNPCC的診斷依據(jù)。

另外，相關(guān)研究表明[15]，超過50%的林奇綜合征患者會(huì)罹患CRC或子宮內(nèi)膜癌，主要由MLH1和MSH2基因功能缺陷引起。Lynch 綜合征（Lynch syndrome, LS）既有臨床家族史表型又具有MMR基因種系突變的病例，是一種常染色體顯性遺傳病，由MLH1、MSH2、MSH6、PMS2和EPCAM等錯(cuò)配修復(fù)基因中的任何一種基因突變引起[16]。到目前為止，在MLH1、MSH2、MSH6和PMS2基因中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過3000個(gè)核苷酸變異序列。其它研究表明[17]MMR基因多態(tài)性可能影響CRC患者的治療結(jié)果。由于年齡不同和基因突變的不完全外顯性，所以并非所有攜帶這些基因突變的患者都罹患癌癥，約70%的早期CRC患者是從腺瘤發(fā)展成癌[18]。據(jù)報(bào)道[19]，發(fā)生基因突變的76%瑞典LS家族中絕大多數(shù)為MLH1和MSH2基因突變，其中發(fā)生在女性的等位基因中更常見。

對(duì)CRC患者的篩查中其實(shí)主要針對(duì)HNPCC患者，檢測(cè)MLH1、MSH2的MSI狀態(tài)和免疫組織化學(xué)表型，若二者均陰性，則無(wú)需進(jìn)行MMR基因突變檢測(cè)，若其中之一為陽(yáng)性，則檢測(cè)MLH1和MSH2是否發(fā)生基因突變。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在HNPCC患者中年齡主要分布在50 歲以下[20]，因此年齡可以作為篩查HNPCC的一個(gè)重要指標(biāo)。大規(guī)模篩查HNPCC可以很大程度減少CRC的發(fā)病率和死亡率[21]，結(jié)合對(duì)CRC患者進(jìn)行宣傳教育才能滿足公眾的需求并使患者受益。

4 展望

在以后的臨床實(shí)踐中，聯(lián)合RAS和RAF基因的特異性突變與MMR基因缺陷的檢測(cè)，能夠?yàn)镃RC患者風(fēng)險(xiǎn)分期提供更有價(jià)值的信息并選擇精準(zhǔn)的靶向藥物治療，并且使它們成為指導(dǎo)臨床治療和預(yù)后評(píng)估的重要生物學(xué)標(biāo)志物。為了克服腫瘤異質(zhì)性的問題和現(xiàn)實(shí)中對(duì)腫瘤組織獲取的障礙，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療效果的很好監(jiān)測(cè)，探索并檢測(cè)體液中CRC相對(duì)應(yīng)的腫瘤標(biāo)志物是一項(xiàng)值得嘗試的新技術(shù)。將來(lái)對(duì)識(shí)別非侵入性生物標(biāo)志物的研究可能會(huì)為臨床診斷、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和精準(zhǔn)治療迎來(lái)嶄新的時(shí)期。