ERCC1基因多態性與大腸癌化療療效相關性的研究進展

孔　易，白江濤，鄭紀寧

(承德醫學院，河北承德　067000)

綜述講座

ERCC1基因多態性與大腸癌化療療效相關性的研究進展

孔易，白江濤，鄭紀寧△

(承德醫學院，河北承德067000)

ERCC1基因;大腸癌;化療;鉑類藥物

近年來，對大腸癌的研究和報道逐漸增多，對大腸癌的臨床病理特征不斷有新的認識。大腸癌是最常見的消化系統惡性腫瘤之一，其發病率和病死率都很高[1]。在世界范圍內，大腸癌的發病率在男性腫瘤中居第四位，在女性腫瘤中居第五位。在中國，根據國家衛生部在2006年所做的統計數據顯示，我國大腸癌死亡率已上升至惡性腫瘤死亡率的第五位，發病率呈逐年上升的趨勢，人群發病率高峰表現在60-75歲，已經嚴重危害到人們的健康。時至今日，手術和化療仍是治療大腸癌的主要手段，但對于因合并其它系統疾病或因高齡而限制進行手術的患者，以及在確診時大腸癌已經達到晚期或已經向其它器官轉移的患者，藥物化療將成為其主要的姑息治療方法。由于個體之間存在異質性，我們在臨床治療中仍然可以見到不同患者對同一化療藥物的化療敏感性存在著明顯的差異，一些患者的化療效果不十分滿意，給患者帶來了巨大經濟負擔和身心痛苦。如何選擇合理化療方案，使個體患者最大程度地受益是當前急待解決的問題。目前，在臨床化療過程中，以鉑類藥物(如順鉑、奧沙利鉑等)為基礎的聯合化療成為大腸癌的一線標準治療方案，研究發現，患者對鉑類藥物的化療敏感性與DNA損傷修復密切相關。切除修復交叉互補基因1(excision repair cross completion gene 1,ERCC1)是DNA損傷修復過程中的關鍵基因之一，可能成為大腸癌患者對鉑類化療藥物化療敏感性的預測指標之一。本文對ERCC1基因多態性影響大腸癌患者的化療療效方面的研究及進展加以綜述。

1　ERCC1基因結構及功能

ERCC1基因最初是從HeLa細胞克隆出，是第一個被發現并克隆的人類DNA損傷修復基因，具有修復細胞DNA損傷的功能。ERCC1基因位于人類第19號染色體長臂上(19q13.2-3)，基因全長15×103bp，ERCC1基因編碼的產物為 ERCC1蛋白，該蛋白含有297個氨基酸，分子量為32.5kDa[2]。

ERCC1基因是人體DNA損傷修復系統核苷酸切除修復途徑基因家族中重要的成員之一，ERCC1是一種高度保守的單鏈DNA核酸內切酶，通過與特異性核酸內切酶形成一種ERCC1-XPF異二聚體的結構，其是識別并與受損區域結合的限速因子，能夠連結5’端的核酸內切酶。同時，DNA受損鏈的3’端被XPG因子切除，參與核苷酸切除修復、DNA的復制等[3、4]。根據有關研究顯示[5]，ERCC1基因的表達水平與鉑類藥物的化療敏感性密切相關，可作為鉑類化療藥物療效的獨立預測指標。溫欽生等[6]研究顯示，基因多態性可引起不同個體產生藥理學的效果差異，ERCC1基因同一位點不同基因型可以導致腫瘤細胞中ERCC1表達水平不同。在鉑類藥物作用于腫瘤細胞后，使細胞周期停滯在G2/M期，而ERCC1的高表達可以迅速修復停滯在G2/ M期的受損的DNA，使腫瘤細胞存活增多而發生耐藥;反之，ERCC1表達過低則會減弱細胞的DNA損傷修復能力，從而提高細胞對鉑類藥物敏感性，使化療療效升高。Wilson等[7]的研究也提示，ERCC1基因的mRNA在轉錄以后，前體RNA可以被加工成兩個成熟mRNA(分別為1.0kb、1.1kb)，只有1.1kb mRNA編碼的293個氨基酸的蛋白質才能夠對損傷的細胞DNA進行切除修復，使個體在臨床化療過程中表現為耐藥。也有研究報告顯示[8、9]，在DNA損傷修復途徑中，最主要的一步是對損傷DNA 5’端的切除。ERCC1的過度表達可使的損傷DNA迅速修復，使腫瘤患者對鉑類化療藥物產生耐藥性。通過抑制ERCC1的表達，可降低其對pt-DNA加合物修復的能力。

2　鉑類藥物的作用機制

鉑類化療藥物是對具有生物活性的含鉑藥物的總稱，臨床上常用的有奧沙利鉑、順鉑等。目前，以鉑類藥物為基礎的聯合化療在臨床應用中已被作為大腸癌一線標準治療方案。有關研究[10、11]認為，鉑類藥物的耐藥機制主要有:化療藥物外排的增加、患者耐藥相關基因的改變、DNA的損傷修復能力增強、細胞凋亡受到抑制等。因此，研究DNA損傷修復基因單核苷酸多態性與患者對鉑類藥物的化療敏感性的關系，對于指導臨床個體化的治療有十分重要意義。DNA損傷修復能力的改變是當前的研究熱點，鉑類藥物的抗癌活性是通過進入腫瘤細胞，與細胞DNA上的堿基結合，在DNA的雙鏈中形成共價交聯(鏈內或鏈間)，并與DNA綁定，形成 pt-DNA加合物，引起一系列細胞內事件發生，進而導致腫瘤細胞DNA損傷，最終使腫瘤細胞死亡。機體的DNA損傷修復系統可以修復這類損傷，從而影響患者對鉑類藥物的化療敏感性。腫瘤細胞的DNA損傷修復能力不同，會導致其對鉑類化療藥物的敏感性產生差異。因此，個體DNA損傷修復能力的差異可能是決定鉑類藥物療效的重要因素。人類DNA損傷修復系統主要有4種途徑:即錯配修復(mismatch repair,MMR)、堿基剪切修復(base excision repair,BER)、DNA雙鏈斷裂修復(DNA doublestrand-break repair,DSBR)及核苷酸切除修復(nucleotide excision repair,NER)。其中，NER在DNA共價損傷的修復中可以切除修復各種結構無關的DNA損傷，這些損傷多造成的是DNA雙螺旋扭曲，很多腫瘤的發生、發展與NER通路中的基因異常密切相關。ERCC1基因是NER通路中的主要基因，它的上調表達可提高機體的DNA損傷修復能力，明顯降低患者對鉑類藥物的化療敏感性，使療效偏差。目前，越來越多的研究表明，ERCC1基因的表達水平與患者對鉑類藥物的耐藥性及使用后的生存時間密切相關，可以作為臨床上預測鉑類藥物治療大腸癌的療效的指標[12、13]。

3　ERCC1基因多態性與大腸癌

3.1ERCC1基因多態性基因多態性是指在生物群體中，基因內含子或調節序列區域堿基對的改變，即在某一基因位點上，同時和經常存在兩種或多種不連續的等位基因的現象。基因多態性在一般情況下不影響基因編碼蛋白質的表型，但是影響蛋白質表達及使基因的轉錄水平或活性增強或降低。基因多態性在闡述人體對疾病的易感和耐受及不同個體對藥物治療的不同反應等方面有重要作用。

ERCC1基因存在G15310C、C8092A、A17677C、C19007T和G19716C等多個位點的單核苷酸多態性, 其中研究較多的是C8092A和C19007T兩個位點的多態性。ERCC1基因C8092A單核苷酸多態性，發生在3’非翻譯區，產生C→A的突變，可能改變基因功能和影響 mRNA的穩定性[14]。C19007T單核苷酸多態性是ERCC1 基因第118位密碼子，位于4號外顯子，它產生C→T的突變[15]，雖然該突變為無義突變，即突變前后均編碼同一種氨基酸(天冬氨酸)。但研究[16]顯示，這種突變可能影響細胞中ERCC1基因的表達水平，改變機體的DNA損傷修復能力，從而使患者對鉑類藥物的化療敏感性發生改變，影響化療療效。

3.2ERCC1基因多態性與大腸癌近年來，ERCC1基因多態性與大腸癌的化療療效之間相關性的研究逐漸增多。梁軍等[17]采用以奧沙利鉑為基礎的化療方案治療晚期大腸癌的患者99例，發現ERCC1基因C/C基因型患者比T/ T+C/T基因型患者中位腫瘤進展時間長(P＜0.01)，提示ERCC1基因第118位密碼子不同基因型與晚期大腸癌患者對含奧沙利鉑的化療方案的生存時間也有所不同，C/C基因型患者的化療療效可能相對較好。賀文興等[18]通過檢測73例晚期大腸癌患者對奧沙利鉑+甲酰四氫葉酸鈣+氟尿嘧啶方案(FOL-FOX4)化療的療效，顯示ERCC1基因C/ C基因型組比C/T+T/T基因型組對FOL-FOX4方案化療的有效率更高(兩組分別為53.1%，22.0%) ，兩者差異有統計學意義(P＜0.05) 。這表明不同的患者對鉑類藥物化療有效率與ERCC1基因第118位密碼子多態性存在相關性，ERCC1基因第118位密碼子多態性可能成為預測患者對鉑類藥物化療敏感性的參考指標之一。Chang等[19]通過研究168例結直腸癌患者ERCC1基因C19007T位點不同基因型，結果顯示C/T或T/T基因型的癌組織 ERCC1基因的表達水平顯著高于C/C基因型，同時，C/T+T/T基因型患者較C/C 基因型患者對奧沙利鉑的敏感性明顯降低。Park等[20]研究證明，ERCC1基因C19007T位點含有T的患者，由于DNA修復過強而導致奧沙利鉑的療效較差，C/C基因型患者化療療效更好。Paré等[21]通過對采用5-氟尿嘧啶+草酸鉑方案化療的126例晚期大腸癌患者進行研究，發現ERCC1基因的過度表達可能導致大腸癌患者對鉑類藥物產生耐藥性。Huang等[22]研究表明，ERCC1基因C19007T位點多態性與患者總生存率明顯相關，C/C基因型比T/ T+C/T基因型患者總生存率長，C/C基因型的化療療效更好。但是，也有一些研究[23]持不同意見,認為ERCC1基因C19007T位點T/T基因型患者對鉑類藥物的療效較好。這些爭議仍需要進一步探討。

4　結語

大腸癌是多階段發展、多因素參與的疾病，隨著功能性基因組學的研究發展以及分子生物學水平的提高，人們對大腸癌發生、發展及治療的機制有更深層次的理解，通過對基因多態性與化療敏感性相關性的研究，對于闡明大腸癌的發病機理、認識大腸癌的本質，進而進行臨床治療有十分重要的意義。

ERCC1基因是目前研究較熱門的DNA損傷修復基因之一，盡管在大腸癌中ERCC1基因多態性與患者對鉑類藥物化療敏感性及其預后的關系還存有爭議，但已有大量研究表明，ERCC1基因不同基因型與大腸癌患者對鉑類藥物化療的敏感性密切相關。對ERCC1基因多態性的進一步研究，將使大腸癌患者的個體化用藥成為可能，有可能進一步的增強患者化療的療效，提高患者預后的生存率，從而使患者得到最大的獲益。

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