切除修復交叉互補基因2與非小細胞肺癌鉑類化療敏感性的研究進展*

婁婷婷 綜述，劉瑜新，安繼紅，張永州 審校

(河南大學淮河醫院藥學部臨床藥學室，河南開封 475000)

全世界肺癌的發病率及病死率為惡性腫瘤的首位，且仍舊持續增加，嚴重威脅著人類生命安全。而非小細胞肺癌(NSCLC)患者占所有肺癌的80%以上，約85%的患者病情確診時已處于中晚期，故鉑類藥物聯合第三代標準化療方案成為主要治療措施[1-2]。切除修復交叉互補基因2(ERCC2)作為一種DNA解螺旋酶，為RNA聚合酶Ⅱ(TFⅡH)組分，參與堿基切除修復(BER)和核苷酸切除修復(NER)過程[3]。而ERCC2基因的單核苷酸多態性(SNP)可抑制TFⅡH的活性，導致修復、轉錄缺陷異常，進而影響ERCC2蛋白表達及DNA損傷修復能力[4]。人體內多種SNP決定對應修復酶的活性差異，故對DNA修復能力就表現出個體差異，影響患者對化療藥物敏感性[5]。目前ERCC2基因的SNP研究熱點主要集中在Asp312Asn、Lys751Gln。LI等[6]分析ERCC2基因多態性對長春瑞濱聯合順鉑化療敏感性，結果顯示ERCC2 Lys751Gln基因型的化療敏感性為Lys751Lys的0.4倍。金珊珊等[7]薈萃國內外文獻資料，顯示攜帶ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln基因肺癌患者敏感性較高。而PEREZ-RAMIREZ等[8]發現攜帶ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln基因與肺癌發病風險相關，且與患者種群、吸煙及危險環境有關。鑒于目前國內外晚期NSCLC患者的ERCC2與鉑類藥物化療敏感性相關性的結論，本研究探討它們之間調控機制，以期構建預測NSCLC鉑類化療藥物療效的基因組學體系，為指導臨床晚期NSCLC患者鉑類藥物個體化治療提供科學依據。

1 ERCC2與鉑類藥物及DNA損傷修復系統

1.1ERCC2結構及生物學功能 ERCC2是由23個外顯子構成54 000個堿基對，其蛋白產物高達760個氨基酸[9]。近年來研究發現，ERCC2中較高突變基因位于156、312、751位點，其中Arg156Arg(C→A)為無義突變，不造成氨基酸改變，Asp312Asn(G→A)與Lys751Gln(A→C)為錯義突變，會造成氨基酸改變而影響DNA損傷修復能力[10]。Asp312Asn基因高度保守，而Lys751Gln基因反之，可作為評定DNA修復能力的指標[3]；此外，ERCC2 Asp312Asn/Lys751Gln之間還存在連鎖不平衡作用，影響NSCLC患者對鉑類藥物化療的敏感性。

1.2鉑類藥物的作用機制 在肺癌化療治療中，順鉑或卡鉑是最常用的抗腫瘤鉑類藥物。采用鉑類藥物治療晚期NSCLC患者，化療藥物對其化療敏感性、藥物不良反應表現出廣泛的個體差異，這造成鉑類化療藥物療效的個體差異[5,11]。鉑類藥物主要目的靶點是細胞DNA，當順鉑或卡鉑進入到細胞中，會快速水解并轉變為雙氯雙氨鉑，與DNA發生交叉聯結作用。形成鉑-DNA(Pt-DNA)加合物，阻礙DNA的細胞周期，從而達到遏制腫瘤細胞的繼續分裂，使其受損而壞死[12]。

1.3DNA修復能力與鉑類化療藥物作用機制 在一般情況下，當機體因生物體自身或外界損傷產生刺激反射，必會快速啟動DNA損傷修復系統，維持受損細胞完整性與穩定性而進行有效修復。一些基礎研究表明，ERCC2基因表達上調會觸發肺癌細胞對化療藥物產生抵抗，其作用機制可能是ERCC2 mRNA過表達強化DNA損傷修復機能[4,12]。此外，一些DNA損傷修復基因能分解Pt-DNA加合物，降低鉑類化療藥物療效，故較弱DNA修復能力的患者會表現出較強的鉑類藥物敏感性。此外，在臨床實踐中發現，即使同樣的病理患者采用相同化療方法，其療效也會有較大差異，而SNP直接決定DNA修復能力與晚期NSCLC患者對鉑類藥物化療的敏感性。

2 ERCC2基因多態性與化療藥物敏感性

2.1ERCC2基因多態性分布 個體遺傳因素的差異直接決定化療敏感性及療效的差異，故治療肺癌的關鍵是基于患者的遺傳學選擇個體化治療方案。楊惠夷[13]發現化療與靶向基因治療藥物敏感性等方面存在正相關。這是由于化療敏感性與相關靶標基因能夠識別NSCLC患者的個體差異，來預測早期NSCLC患者的術后復發、生存及其對輔助治療的獲益情況。2014年SULLIVAN等[14]分析了接受順鉑或卡鉑治療出現的Ⅲ～Ⅳ級消化道反應患者中，發現衍生的毒性與ERCC2基因的SNP相關；而滕雪等[15]進一步揭示攜帶ERCC2 Lys751Gln基因多態性患者的Ⅲ～Ⅳ級胃腸道不良反應及Asp312Asn或Asn312Asn變異型患者的化療敏感性明顯低于野生型基因組患者。陸俊國等[16]通過與野生基因型Lys751Lys型對比，發現攜帶Lys751Gln和Gln751Gln者患NSCLC的危險度比值比(Odds ratio，OR)分別為1.53和0.58，表明ERCC2 Lys751Gln基因型多態性與化療敏感性具有相關性。COSKUNPINAR等[17]研究結果顯示ERCC2 Lys751Gln可增加疾病風險約3.49倍(OR：3.49，95%CI：1.291～9.482，P=0.009)。肖莎等[18]發現Asp312Asn或Asn312Asnvs. Asp312Asp的異質性檢驗差異無統計學意義(P>0.05)；但固定效應模型顯示Asn312Asnvs.Asp312Asp的合并差異有統計學意義(P<0.05)。通過以上ERCC2基因分布對比的差異，主要歸因于Asp312Asn基因高度保守，而Lys751Gln基因反之，揭示Lys751Gln對化療藥物具有更高的敏感性，而Asp312Asn可能有一定相關性。這也是由于312位點變異不能改變藥物敏感性變化，但聯合關鍵的SNP可能會顯示藥物的敏感性。陸俊國等[19]發現NSCLC患者ERCC2 Lys751Lys、Lys751Gln、Gln751Gln的分布頻率分別為69%、26%和5%，同時ZHOU等[20]發現ERCC2 Lys751Lys、Lys751Gln 及Asp312Asp、Asp312Asn的分布頻率分別為81.72%、18.28%及80.65%、19.35%，以上均存在有相關性，也存在較大的一致性。LIU等[21]發現ERCC2 Lys751Gln基因型有顯著風險關系，且按臨床類型分層時，變異基因型與雜合子、純合子及顯性模型對比均存在風險相關，揭示ERCC2 Lys751Gln多態處于連鎖不平衡，也進一步表明Lys751Gln具有明顯的化療敏感性。因此，針對性發掘Lys751Gln與Asp312Asn對特定化療藥物敏感性及對個體毒性作用，來配合臨床確定適宜的化療方法與藥物劑量，避免化療藥物過度使用，有助于對不同患者制訂合理的個體化化療方法，保障患者生命安全。

2.2亞組分析結果 SNP是決定人種、個體間差異的主要因素，正如世界各國的人類基因組計劃全面篩查不同人種、不同個體在基因序列上的差異，本研究主要分析了兩個種族人群(高加索人群與亞洲人群)及其個體中基因(主要基因Lys751Gln與Asp312Asn)對NSCLC患者化療藥物的敏感性相關性。ZHOU等[20]研究顯示ERCC2 Asp312Asn和Lys751Gln與臨床化療敏感性差異無統計學意義(P>0.05)。張勝利等[22]檢測78例NSCLC患者的ERCC2 Lys751Gln多態性也顯示其與鉑類藥物化療敏感性差異無統計學意義(P>0.05)，且SNP分布與吸煙史、臨床分期和病理類型無關(P>0.05)。陸俊國等[23]研究結果表明，吸煙、環境危險因素與ERCC2 Lys751Gln基因多態性存在交互效應，OR值分別為2.24、2.53，且同時暴露吸煙、環境危險因素環境下，患NSCLC危險明顯上升。這與ZHOU等[20]和張勝利等[22]的研究結果不一致。可能由于不同的人群、國家、地域等，導致結論存在較大差異。肖莎等[24]分析28篇國內外文獻，結果表明高加索人群的ERCC2 Lys751Gln基因患肺癌風險較高，環境危險因素導致其DNA修復能力較弱，對化療藥物有較強的敏感性。LI等[25]發現Lys751Gln在ERCC2中的風險影響僅在高加索人而不是亞洲人。此外，LIU等[21]研究也得到上述結論，最后薈萃分析顯示ERCC2 Lys751Gln基因多態性可能是高加索人患病的危險因素，也間接揭示ERCC2 Lys751Gln基因多態性影響NSCLC患者化療的敏感性。通過總結分析擴大的樣本量及減小研究對象的差異，結果揭示ERCC2 Lys751Gln與吸煙、環境危險因素存在一定聯系，這主要歸因于Lys751Gln基因保守性差，易受外界環境影響及不同遺傳背景的個體對肺癌的遺傳易感性不同，暗示攜帶Lys751Gln的個體有較高的DNA加合物水平與較低的嘧啶體修復能力，增強了對鉑類化療藥物的敏感性，改善了預后。

2.3ERCC2基因型與化療療效 YANG等[26]對目前不一致和不確定的ERCC2的SNP與NSCLC鉑類藥物化療敏感性與臨床療效間關系進行研究，發現ERCC2 Asp312Asn在客觀緩解率(ORR)、在亞洲種族、高加索族群及種族群間(亞洲與高加索族群)差異均無統計學意義(P>0.05)；攜帶ERCC2 Lys751Gln基因多態性亞洲種群患者的ORR、總體生存期(OS)和無進展期(PFS)差異均無統計學意義(P>0.05)，其變異基因在亞洲種群患者OS較差，但PFS在高加索族群中不同。D′ANTONIO等[27]研究發現不斷更新的化療療法可顯著延長肺癌PFS或OS，認為藥物基因組學可能改變治療肺癌的化療藥物敏感性和耐受性的DNA變體。GEREDELI等[28]得到ERCC2 Gln751Gln等位基因患者的中位無復發生存期(RFS)為28.3個月(95%CI：20.8～35.8)，Lys751Gln為46.9個月(95%CI：18.6～75.2，P=0.018)。表明ERCC2 Lys751Gln是NSCLC患者的獨立預后因素，影響化療藥物的敏感性，可作為反映DNA修復能力的指標，而Asp312Asn的影響較小，故通過對比以上基因型差異可為晚期NSCLC患者的藥物選擇及治療方案的制定提供直觀、科學的依據。

LEE等[29]研究了人肺組織中ERCC2多態性DNA加合物，發現與野生型純合子基因型相比，NSCLC受試者ERCC2 Asp312Asn基因型肺中DNA加合物水平增加了204.9%，這直接揭示DNA加合物水平上升有利于增強化療敏感性。ZHANG等[30]研究順鉑治療導致細胞死亡的Pt-DNA加合物，發現攜帶ERCC2 Lys751Gln基因患者的存活率明顯高于攜帶Gln751Gln基因患者，在處理24 h后DNA損傷水平明顯降低，細胞S期周期延長，細胞凋亡率緩解。其可能作用機制為ERCC2基因多態性是TFⅡH與NER通路中的關鍵基因，參與NER和基因轉錄，直接決定DNA損傷修復能力，而鉑類化療藥物與細胞DNA相互作用形成Pt-DNA加合物，阻礙細胞正常的周期過程；ERCC2基因過表達可通過不同NER途徑去強化DNA損傷修復能力，實現分解Pt-DNA加合物，保障細胞周期正常。故ERCC2基因多態性表達可影響晚期NSCLC患者對鉑類藥物化療敏感性與療效。

3 前景與展望

本研究通過大量文獻分析對比，表明ERCC2 312、751位點的基因型分布存在相關性，但Asp312Asn與吸煙史、臨床分期和病理類型等無關，而Lys751Gln反之。同時Asp312Asn對種族差異、鉑類藥物化療敏感性及療效相關性較低，而Lys751Gln卻反之。但總體表明Asp312Asn、Lys751Gln是晚期NSCLC患者危險因素，可作為鉑類化療藥物的敏感性與臨床療效的有效標志物。以上研究存在個別差異，可能原因是試驗方法、樣本量、異質性的研究人群、特異性的種族及差異的病理分型等導致，故不能將研究結果推廣至整個人群。因此今后應擴大研究對象及對象間差異性，進行大規模和精心設計研究，以明確種族特異性群體及其不同組織學亞型的風險，以得出更為可靠的綜合性結論。

綜上所述，在治療前篩選NSCLC患者ERCC2的基因多態性以預測晚期NSCLC患者對鉑類化療藥物的敏感性，為患者制訂出最佳的個體化治療方案，具有廣泛的應用前景。

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