基于DNA甲基化的宫颈癌基因治疗进展

７０　・肿瘤治疗与转化医学・　基于ＤＮＡ甲基化的宫颈癌基因治疗进展　

转化医学电子杂志（Ｅ—Ｊ　Ｔｒａｎｓｌ　Ｍｅｄ）２０１７，４（５）　文章编号：２０９５—６８９４（２０１７）０５．７０—０４　

周　萌，唐倩倩，刘　婷，郭剑锋（华中科技大学同济医学院附属协和医院妇产科，湖北武汉４３００２２）　【摘要】宫颈癌是世界范围内严重威胁妇女健康的恶性肿　瘤之一．研究表明伴随遗传学和表观遗传学改变的ＨＰＶ感　染，与宫颈癌的发生、发展以及恶变密不可分，而ＤＮＡ甲基化　正是这个复杂的癌变过程中很早发生，并且最频繁的一系列　分子行为，其改变随着疾病进展而积累，目前已被认为是恶性　宫颈癌的先兆，并被提议用于宫颈癌的早期监测、诊断和预后　评估．本文主要讨论ＤＮＡ甲基化对于临床上宫颈癌基因治疗　的意义．　【关键词】ＤＮＡ甲基化；宫颈癌；基因治疗　【中图分类号】Ｒ７３７．３３　【文献标识码】Ａ　

０前言　宫颈癌是世界范围内严重威胁妇女健康的恶性　肿瘤之一，据ＧＬＯＢＯＣＡＮ统计，每年有近５３万宫颈　癌新发病例，超过２６万患者因此失去了生命，其中　８５％以上来自发展中国家．在中国，由于宫颈筛查工　作的不完善及女性对宫颈疾病的忽视，每年新增发病　人数超过ｌ３万，占女性生殖系统恶性肿瘤发病率的　７３％～９３％，更占据了约全球新发病例的１／４．值得注　意的是，由于环境污染和生活中的不良卫生习惯，原　本多发于５０岁左右的女性宫颈癌，如今也“盯上”了　年轻女性．分子流行病学研究已明确显示ＨＰＶ感染　与宫颈癌有着密切联系¨　．　宫颈癌的发展是由正常上皮到低度鳞状上皮内　病变（１ｏｗ—ｇｒａｄｅ　ｓｑｕａｍｏｕｓ　ｉｎｔｒａｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ　ｌｅｉｓｉｏｎ，ＬＳＩＬ）、　ＬＳＩＬ到高度鳞状上皮内病变（ｈｉｇｈ－ｇｒａｄｅ　ｓｑｕａｍｏｕｓ　ｉｎｔｒａｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ　ｌｅｉｓｉｏｎ，ＨＳＩＬ），再到宫颈原位癌（ｃａｒｃｉ—　ｎｏｍａ　ｉｎ　ｓｉｔｕ，ＣＩＳ），最后形成转移癌．感染高危型　ＨＰＶ对于宫颈癌的来说是一个关键但不充分的条　件ｌＬ２　ｊ．研究表明伴随遗传学和表观遗传学改变的　ＨＰＶ感染与宫颈癌的发生、发展及恶变密不可分，而　ＤＮＡ甲基化正是这个复杂的癌变过程中发生很早并　且最频繁的一系列分子行为．ＤＮＡ甲基化改变随　着疾病进展而积累，目前已被认为是恶性官颈癌的先　兆，并被提议用于宫颈癌的早期监测、诊断和预后　评估　．　

１　ＤＮＡ甲基化　ＤＮＡ甲基化是甲基基团在一系列ＤＮＡ甲基转　

收稿日期：２０１７—０２—０７；接受日期：２０１７—０２—２３　作者简介：周萌．Ｅ－ｍａｉｌ：５３５９１１９４６＠ｑｑ．ｃｏｍ　通讯作者：郭剑锋．副主任医师，副教授．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｎｆｇｕｏ＠ｏｕｔｌｏｏｋ．ｔｏｍ　

移酶的作用下转移至ＣｐＧ二核苷酸胞嘧啶第五位　点　Ｊ，在原核生物及真核生物，甚至病毒中都起着　调控基因表达的重要作用　Ｊ，但有研究证明即使　ＤＮＡ不具备ＣｐＧ位点，也能发生甲基化，只是程度会　小得多　．哺乳动物７０％～８０％的ＣｐＧ胞嘧啶都有　经过甲基化　．在正常细胞中，ＤＮＡ甲基化影响着　基因表达调控、染色质激活／失活状态的控制、组织特　异性表达以及基因印记　．而在肿瘤细胞中，一方　面，基因启动子区域的ＤＮＡ超甲基化可以导致抑癌　基因失活；另一方面，普遍的ＤＮＡ低甲基化又会导致　基因组不稳定性增加和细胞转化　引．可见，无论是　ＤＮＡ的超甲基化还是低甲基化都在宫颈癌发展过程　中频繁发生，引起复杂的基因错误表达，包括致癌基　因激活，抑癌基因失活，转座因子活动，印记丢失等，　加剧了基因组的不稳定性和癌症发生¨　．　

２宫颈癌和低甲基化　ＤＮＡ的低甲基化是在包括癌症在内的许多疾病　早期便存在并且频繁发生的重要基因激活机制．寄　生序列、转座因子、致癌基因和原癌基因等被激活带　来的甲基化导致了基因组不稳定性加剧和癌症的发　生　卜　ｊ．在早期的研究中，通过与正常样本进行对　照，Ｋｉｍ等　已证明宫颈癌和宫颈发育异常均与逐　步发生的普遍ＤＮＡ低甲基化有关．据报道，由于低甲　基化所导致频繁发生的杂合性丢失与印记丢失也发　生在宫颈癌中　１８　３．Ｆｌｏｗｌｅｒ等Ｈ　的研究表明宫颈癌基　因组的确与普遍的ＤＮＡ低甲基化有关，而后者又与　叶酸水平相关．大量的研究表明宿主基因组和ＨＰＶ　基因组在宫颈癌发生过程中都经历了低甲基化．　Ｂａｄａｌ等　证明ＨＰＶ基因组超甲基化可抑制瘤性转　化，而低甲基化却能促进癌症发生．Ｍｉｓｓａｏｕｉ等　的　研究表明尽管癌前病变和正常人的甲基化水平差距　甚微，但侵袭性宫颈癌样本却有明显的低甲基化．　

３宫颈癌与超甲基化　ＣｐＧ岛和启动子区域的ＤＮＡ超甲基化是基因沉　默的重要机制，也是宫颈癌发生过程中的一类频繁并　且早期出现的分子事件　．在宫颈癌中，抑癌基因的　失活与从低度鳞状上皮内病变到转移癌的每一步变　化都紧密相连．过去几十年的表观遗传学研究已经　证明ＤＮＡ甲基化改变是宫颈癌的重要致病因素，能　转化医学电子杂志（Ｅ—Ｊ　Ｔｒａｎｓｌ　Ｍｅｄ）２０１７，４（５）　用于其早期监测、诊断、预后以及新治疗方法的发　展　．事实上已经证明超甲基化和基因沉默可干扰　不受ＨＰＶ感染影响的多条信号通路，涉及到细胞增　殖、凋亡、细胞周期调控、ＤＮＡ修复、细胞连接、血管　再生、侵袭和转移　．　

４宫颈癌与甲基化的Ｉ临床应用　一些研究已经表明，基因的异常甲基化在宫颈癌　发生的较早阶段就出现了，可用来作为早期检测的生　物标记物．近来研究已明确鳞状细胞癌和腺癌中确　定的甲基化模式，使之成为用于疾病分级和预后评估　的合理选择　．Ｔｈａｎｇａｖｅｌｕ等　发现ＣＯＬ１７Ａ１启动　子在乳腺癌中超甲基化，而在宫颈癌中低甲基化．　ＣＯＬ１７Ａ１启动子的甲基化状态准确地预测了基因错　误表达的方向和包括宫颈癌在内的五种上皮癌侵袭　性的增加．这意味着ＣＯＬ１７Ａ１启动子甲基化的状态　可用来预测患者结局，而且，针对ＣＯＬ１７Ａ１的表观遗　传预示着能阻止患者癌灶转移的新方法．　４．１　甲基化的早期监测作用　由于ＨＰＶ可以被机　体的免疫反应清除出体内，所以ＨＰＶ感染并不都会　导致宫颈癌，因此很有必要发展具有高度敏感性和特　异性的选择性标记物，找出ＤＮＡ甲基化特征将得到　最佳临床效果．表观遗传改变被认为远早于遗传学　改变，并在癌症的发生、进展及恶变过程中扮演了非　常重要的角色　．另外，异常的ＤＮＡ甲基化早在低　度鳞状上皮内病变时就有发生，因此可以单独或与现　有监测方法联合用于宫颈癌早期诊断　引，该方法已　被证实可以增加现有监测方法的敏感性和特异性．　与宫颈癌发生有关并且早期即发生ＤＮＡ甲基化的例　表１超甲基化基因在宫颈癌的预后总结　７１　子有：ＣＡＤＭ１、ＣＡＣＮＡ２Ｄ２、Ｃ１３ＯＲＦ１８、ＤＡＰＫ１、ＭＡＩ、　ＭＧＭＴ、ｍｉＲ１２４．２、ＪＡＭ３　ＰＡＸ１　ＰＣＤＨＡ４　ＰＣＤＨＡ１３　ＪＡＭ３、ＲＡＳＳＦ１Ａ、ＲＡＲ一［３２、ＳＯＸ９、ＶＩＭ　“　．这些基　因中某些基因的超甲基化可以在血、尿以及脱落细胞　样本中检测到．ＤＮＡ甲基化检测、ＨＰＶ筛查及细胞　学监测一起可以作为宫颈癌早期检查的有效方法．　４．２甲基化的预后作用尽管目前宫颈癌的诊断是　基于阴道镜、ＭＲＩ及ＣＴ等多重检查手段的结果，但　要预测药物治疗的敏感性却仍相当具有挑战　性　引．一些学者认为异常的ＤＮＡ甲基化可被有效　运用于抗癌药物敏感性预测及预后评估．例如：Ｂａｎｎｏ　等＿３　证明了ＣＨＦＲ基因超甲基化可作为预测紫杉醇　在宫颈腺癌治疗敏感性的敏感性标记物．抗癌药物　伊立替康（ＣＲＴ一１１）的敏感性是由Ｗｅｍｅｒ　ＤＮＡ解旋　酶基因（ＷＲＮ基因）的甲基化决定的；ＷＲＮ基因被　证明在人类宫颈鳞癌和腺癌细胞系中超甲基化并沉　默，抑制ＷＲＮ基因表达可以增加ＣＲＴ一１１的抗癌效　果　．宫颈癌ＤＮＡ甲基化调节基因中ＡＰＣ１Ａ、　ＣＨＤ１、ＣＨＤ１３、ＣＡＣＮＡ２Ｄ２、ＣＯＸ－２、ＤＫＫ３、ＨＰＶ－Ｌ１、　ＬＲＩＧ１、ＭＹＯＤ１、ＲＡＳＳＦ１Ａ、ＲＡＳＳＦ２、ＶＩＭ有很明显的　预后意义　珀　Ｊ．除了甲基化调节基因，某些基因的异　常表达在宫颈癌中也具有预后意义．例如：ＣＤｄ４ｖ６、　ＣＯＸ一２、ＣＸＣＲ７、ＥＧＦＲ、ＨＩＦ．１ｏｔ、ＭＹＣ、ｓｕｒｖｉｖｉｎ和ＸＲＣＣ１　已被当作宫颈癌的主要治疗靶向，它们的高水平表达　导致宫颈癌细胞对铂类药物反应不佳　拍。．尽管还　未被结论性地证明，这些基因却很可能是通过ＤＮＡ　甲基化而得到调节．目前，针对ＨＩＦ—ｌｏｔ的拓扑替康　正处于宫颈癌治疗的第１和第２临床试验阶段　卜　．　超甲基化基因在宫颈癌的预后总结于表１．　

４．３　甲基化与表观遗传治疗　与遗传学改变不同，　表观遗传改变的可逆性使得将它应用与疾病早期监　测、诊断、疗效及预后评估成为可能．表观遗传的可逆　性可用来恢复癌细胞对化疗药物的敏感性　．目前，　放化疗联合是宫颈癌治疗的标准方案，即在进行放疗　时联用一种放射增敏剂——顺铂　．目前用于表观　遗传的药物分为两类：核苷类似物和非核苷类似物．　①核苷类似物整合于ＤＮＡ，并通过构成共价键封锁　ＤＮＡ甲基转移酶，现阶段正试验用于恶性血液病治　疗　．②非核苷类似物通过结合催化亚基封锁ＤＮＡ　７２　甲基转移酶并限制其表达＿５引．一些研究表明在宫颈　癌细胞系的治疗中通过启动子超甲基化可使沉默基　因复活，Ｚａｍｂｒａｎｏ等　通过对４名患者管理肼苯哒　嗪产生了ＡＰＣ和ＭＧＭＴ的去甲基化．ＥＲ，ＧＳＴＰ１，　ＤＡＰＫ，ＲＡＲ—Ｂ，ＦＨＩＴ以及ｐ１６ＩＮＫ４Ａ这些基因中至少　有一个发生去甲基化，程度如下：０　ｍｇ／ｄ，４０％；　７５　ｍｇ／ｄ，５２％；１００　ｍｇ／ｄ，４３％；１５０　ｍｇ／ｄ，３２％．肼苯　哒嗪剂量在５Ｏ一１００　ｍｇ／ｄ之间的耐受性很好，达到明　显的去甲基化效应以及在不改变普遍甲基化水平下　的基因复活．Ｔａｎａｋａ等　的研究则表明宫颈鳞状细　胞癌对于ＳＮ３８的耐药性可通过去甲基化药物治疗恢　复敏感性．除此之外，去甲基化药物的细胞治疗也可　使宫颈癌细胞对顺铂敏感　卜５　６１．综上所述，表观遗传　药物作为放疗增敏剂或化疗增敏剂具有巨大的潜力．　

５结论　不论是ＨＰＶ还是宿主细胞基因组，在宫颈癌各　个阶段都发生着大量表观遗传改变，包括普遍的低甲　基化、关键肿瘤抑癌基因的超甲基化和组蛋白修饰．　识别这些异常甲基化的基因可以生成非侵袭性生物　标记物以用于早期监测、诊断、治疗方案的选择、评估　疗效以及新治疗方法的探索．ＤＮＡ甲基化标记物及　甲基化程度千差万别，目前我们仍缺乏一个稳定的甲　基化基因模版以应用于临床．因此，新的甲基化标记　物需要被识别、监测、实践．一方面需要增加利用现有　去甲基化药物的临床探索试验，借用甲基化谱分析识　别应答因子及毒副作用．另一方面是要找出宫颈癌特　异性的表观遗传驱动因子，然后对严格筛选后的患者　行临床试验．这些标记物在目前宫颈癌监测和预后评　估方面的应用很可能促进宫颈癌的个性化治疗及达　到更好的临床结局．我们可以期待ＤＮＡ去甲基化在　未来的宫颈癌治疗中将占据一席之地．由于甲基化监　测试验简单快速，稳定可靠，易于实现和理解，可以提　供高度敏感和特异的信息．因此，我们需要后续的研　究来阐明用于宫颈癌早期监测、诊断、预后评估及新　治疗方法设计的标记物以更好地管理宫颈癌患者．对　这些表观遗传改变的进一步研究将加深我们对宫颈　癌的理解．另外，探索新的表观遗传改变标记物的实　验正在进行中，这些将用于疾病监测．伴随ＤＮＡ甲基　化及组蛋白脱乙酰酶抑制剂，表观遗传的可逆性使得　表观遗传治疗前景大好．