鼻咽癌癌变的分子机理

时间：2016-02-26 13:57

　　鼻咽癌癌变的分子机理
　　作者：李桂源 刘华英 周鸣 周后德 李小玲
　　摘要：鼻咽癌是一种多基因遗传性肿瘤，在中国南方和国外中国南方移民及后裔中发病率极高，严重危害了我国南方地区人民生命健康.对于这样一种具有明显民族聚集现象和地域差异的恶性肿瘤，目前认为其病理发病机制与遗传和环境因素的共同作用密切相关.现主要阐述鼻咽癌作为一种多基因遗传性肿瘤的病因发病机制，初步建立鼻咽癌易感基因群的概念和鼻咽癌发生发展过程中易感基因群主导的多阶段性多米诺骨牌效应分子机制假说，为寻找鼻咽癌遗传易感风险因子，筛选鼻咽癌高危人群以及探索鼻咽癌靶向性及个体化的诊断和治疗手段奠定实验与理论基础.
　　关键词：鼻咽癌，病因发病机制，易感基因群，多阶段性多米诺骨牌效应
　　鼻咽癌的组织发生源于鼻咽黏膜被覆上皮和陷窝柱状上皮.有关鼻咽癌的首次报道，可追溯到 1896年德国汉堡内科医师学会上报告的一例89岁鼻咽癌患者放射治疗情况.在这一时期，欧美等其他国家还没有关于鼻咽癌的文字报道，直至1901 年Jackson等在美国医学会杂志(Joumal ofthe American Medical Association，JAMA)发表文章，认为具有医学文字记载的鼻咽癌患者一共只有13 例，但是20世纪以后的研究发现，鼻咽癌在中国南方和国外中国南方移民及后裔中发病率极高，尤其是中国南方广东省鼻咽癌发病率较欧美等其他地区高25至30倍，因此鼻咽癌被俗称为“中国癌”(chinese cancer)，大量的流行病学调查结果也证实了这一现象嘲.鼻咽癌发病率的这种惊人地域性和民族性差异强烈地提示，其发生发展与遗传和环境因素有着密不可分的关系伊.本文主要是揭示鼻咽癌作为一种多基因遗传性肿瘤的病因发病机制，初步建立鼻咽癌易感基因群的概念和鼻咽癌发生发展过程中易感基因群主导的多阶段性多米诺骨牌效应分子机制假说，为寻找鼻咽癌遗传易感风险因子，筛选鼻咽癌高危人群以及探索鼻咽癌靶向性，及个体化的诊断和治疗手段奠定实验与理论基础.
　　1遗传因素在鼻咽癌发生发展中的分子作用机制
　　鼻咽癌是一个多因素遗传性肿瘤，其发生发展具有多阶段性.遗传因素与环境因素共同作用致使与鼻咽癌相关的多个基因发生改变，从而导致鼻咽癌的发生和发展.
　　1.1鼻咽癌遗传易感性是鼻咽癌发生的重要遗传物质基础
　　早在20世纪80年代李桂源等就认为鼻咽癌患者存在基因组不稳定的特点，有遗传脆弱性，易受理化、生物性致癌因素的攻击.这些都说明鼻咽癌发病具有重要的遗传物质基础和遗传易感性.随后将近二十余年，他们一直致力于鼻咽癌遗传易感性和不稳定性研究.最近，他们对18个鼻咽癌高发家系进行遗传连锁分析(1inkage analysis)，发现，染色体3p21区与湖南家族性鼻咽癌发病紧密连锁，其多点参数连锁分析结果Lod值最高为4.177(对应 JP=6.653×lO^-5)，多点非参数连锁分析结果NPL值最高为2.735(对应P=O.001)，精细定位将该连锁区定位在遗传距离为13.6cM的区域(图1).后来，他们运用基因组扫描技术，对12个湖南鼻咽癌高发家系、85例散发鼻咽癌患者及181名正常对照的高频等位基因位点D6S1581进行基因分型、参数/非参数连锁分析及关联分析(association analysis)，发现D6S158l与鼻咽癌家系发病紧密连锁fLods 值最高为2.611 436，P=0.002 451，而与散发性鼻咽癌发病无关，提示该位点及其附近可能存在一个或多个鼻咽癌易感基因，这是继曾益新等将广东家族性鼻咽癌易感区定位在4号染色体 4p15.1～4q12之后的鼻咽癌相关领域研究中的又一重大突破.这些研究结果都证实了遗传因素参与鼻咽癌的病理发病过程，并为鼻咽癌易感基因(群)的克隆提供了基础.
　　1.2鼻咽癌患者基因组不稳定性是鼻咽癌发病机制的又一重要特点
　　有报道发现鼻咽癌染色体3p、7q、9 p、11 q、 13q、14q和16q存在高频遗传性丢失，近来又发现在12号染色体上有染色体的获得刚.中南大学肿瘤研究所细胞分子遗传室对大样本鼻咽癌进行了杂合性丢失(LOH)研究，发现染色体 D3S1560～D3S1620、D7S509、D9S16l～D9S1853 区为散发性鼻咽癌的最小共同缺失区(图2).李忠花等对93例鼻咽癌样品进行全基因组扫描和比较。
　　2环境因素在鼻咽癌发生发展中的作用
　　肿瘤的发生发展是一个多步骤多因素共同作用的过程，其病理机制不仅涉及到遗传因素，环境因素的作用也越来越受到重视，世界卫生组织调查结果表明，70%～80%的人类肿瘤与环境因素有直接或间接关系.
　　2.1 EB病毒潜伏性感染是鼻咽癌发生发展的环境因素之一
　　全世界有90%以上的人群感染过EB病毒，几乎所有的未分化和低分化鼻咽癌都与EB病毒潜伏性感染有关.EB病毒如何进入鼻咽上皮并维持潜伏性感染的机制仍不太清楚，最近有证据证实，不同的溶菌性启动子序列的改变和中国南方鼻咽癌具有相关性，并提示在鼻咽癌的癌变过程中有EB病毒的溶菌性潜伏开关的参与.EB病毒在鼻咽癌细胞中以一种特殊的潜在感染方式出现，即Ⅱ期潜伏感染(1atencyⅡ)，仅少量的EB病毒基因，如： EBERs，EBNAl，LMP1，LMP2，BARFl，以及几个BamH I A转录本在鼻咽癌细胞中表达.
　　2.2纳米细菌在鼻咽癌发生发展中的作用
　　鼻咽癌发生发展中的致癌微生物除了EB病毒以外，还有一类不可忽视的生物致癌因素——细菌.由于细菌感染导致上皮细胞由炎性增生转化成癌性增生的模式已有多家报道.最近有报道发现，一种与鼻咽癌发生密切相关的致癌微生物——纳米细菌，这种细菌的大小在纳米级范围内，它能引起感染细胞线粒体肿胀.周厚德等利用纳米细菌抗体在鼻咽癌细胞株和鼻咽癌活检组织中均检测到纳米细菌，由此推测纳米细菌的感染可能是鼻咽癌病因发病机制的因素之一，这一推断正在被进一步的实验验证.zhang等运用抑制性消减杂交技术克隆了位于染色体21q11上的SPUNC1和 LPLUNCl基因，研究发现，它们的编码蛋白是一种分泌性的具有抗微生物作用的固有免疫分子，它能与鼻咽癌组织中纳米细菌结合，从而将纳米细菌阻止于鼻咽上皮细胞之外，以便机体免疫系统监视和清除，从而保护鼻咽上皮免遭恶性攻击.
　　2.3亚硝基化合物在鼻咽癌发生发展中的作用
　　人们对EB病毒在鼻咽癌发生发展中的作用研究得比较深入而系统，但对化学致癌物的致癌机理研究甚少.在鼻咽癌的化学致癌物中，硝基化合物及其代谢产物亚硝基盐类是鼻咽癌致癌过程中的重要化学致癌物之一，早期研究表明，硝基化合物中的二亚硝基哌嗪(DNP)经体内生物转化后可诱发小鼠鼻咽黏膜上皮不典型增生、原位癌与浸润癌的发生.硝基化合物体内代谢过程中涉及的硝基盐还原酶或硝基还原酶也是鼻咽癌病变过程中至关重要因素之一.Nie等例运用电子克隆法获得的NORl 基因(GenBank登录号为AF462348)是正常鼻咽组织与鼻咽癌组织差异表达基因，序列同源性分析表明，它含有一个硝基还原酶的功能结构域和一段存在于还原酶和脱氢酶基因中的(ADP)βαβ折叠序列，并编码一种胞浆可溶性蛋白，且与细菌硝基还原酶(nitroreductase，NTR)具有相似功能.研究显示，NORl基因在鼻咽癌活检组织和鼻咽癌细胞中表达下调.在鼻咽癌细胞系HNEl中过表达 NORl基因，酶活性测定实验表明，它能将单功能烷基化试剂22硝基苯氮丙啶类化合物CBl954的第4位硝基还原成亚硝基，从而生成细胞毒性物质，致使鼻咽癌细胞死亡率增加.经CBl954处理的鼻咽癌细胞HNEl在过表达NORl基因后，生长速度明显减慢.在恶性肿瘤的各种基因治疗中，硝基还原酶/CBl954(NTR/CBl954)系统备受关注.大肠杆菌的硝基还原酶对基质5. (aziridin-l-y1)-2，4-dinitrobenzamide(CBl954)具有高度催化活性，能迅速将其还原为一系列具有细胞毒性的羟胺类烷化剂嗍.表达NTR的细胞对CBl954 的敏感性较野生型细胞高500倍，且具有强大旁观者效应.鼻咽癌患者体内硝基化合物含量明显升高，提示NORl基因编码蛋白，可能通过与硝基还原酶/CBl954(NTR/CBl954)系统类似的机制与细胞内堆积的硝基化合物作用，产生细胞毒性物质，致使鼻咽癌细胞死亡率升高.
　　3展望
　　鼻咽癌发病机制复杂，传统的单基因疾病研究策略对鼻咽癌发病机制研究指导作用有限.在多学科交叉的基础上，探索多基因遗传病研究新策略将是这一领域的关键任务.完善而系统的鼻咽癌发病相关基因的网络调控模式和易感基因群概念，可能成为鼻咽癌研究领域新的指导思想.遗传易感基因区和不稳定区的研究仍将是鼻咽癌这一复杂癌症研究的热点和焦点，因为进一步精细定位鼻咽癌易感基因区、克隆易感区的易感基因群、确定易感基因编码区和调控区SNP位点、检测大样本及家系内 SNP位点的改变、建立易感基因SNP数据库，都将有助于解码鼻咽癌的遗传物质信息、确立鼻咽癌遗传风险因子以及筛选鼻咽癌高危人群.环境因素与遗传因素共同作用对鼻咽癌的发生发展的影响将会越来越被重视，根据环境因素对应的肿瘤相关 SNPs(单体型)寻找对应的基因，确定不同的环境因素在鼻咽癌中作用的靶基因将是研究的发展趋势.另外，涉及纳米细菌和EB病毒潜伏感染在鼻咽癌致癌机理中重要基因的细胞生物学功能研究，将会被越来越多的学者关注.为提高晚期和复发鼻咽癌患者总体生存率及生活质量而开展的鼻咽癌个体化诊断与治疗的研究，将会成为其临床与基础研究的主要导向之一.鼻咽癌高频表观遗传学的改变提示，新的针对DNA甲基化和组蛋白乙酰化等抑制剂的使用也将会为鼻咽癌患者带来福音.
　　来自生物化学与生物物理进展2006年第33卷第10期
 

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