宣威地区肺癌分子流行病学研究成果及其应用

近十年来，随着生物检测技术和分子流行病学的发展，对宣威肺癌机体内在因素的研究力度逐步加大。近期的研究发现，宣威地区肺癌与非宣威地区肺癌在分子生物学上具有明显的地域性特点，如在癌基因、抑癌基因、细胞核增殖相关抗原、转录因子、调控因子及DNA氧化损伤生成物等方面均与非宣威地区肺癌有明显的差异性，提示宣威肺癌有其自身的特点。从肺癌流行病学的角度来说，宣威地区肺癌人群的遗传因素具有一定的地域性特点，从肺癌细胞分子生物学的角度来说，这些差异进一步证实了宣威肺癌的异质性。但是，究竟是由于宣威地区肺癌人群基因中存在的差异造成了对同种致癌物质的易感性不一致使得宣威肺癌高发？还是由于不同的环境因素使得宣威地区人群基因发生了改变造成肺腺癌的高发？尚需要进一步研究。

（一）宣威肺癌发生机制研究

1.癌基因　ras基因是最容易受环境致癌物质作用的原癌基因之一，ras基因激活是多种环境致癌物质作用的起始步骤。宣威地区肺癌与昆明地区肺癌相比，ras基因在I期病例以及肺腺癌病例中的表达存在着差异，ras基因在宣威肺癌组中的表达率明显高于昆明肺癌组。

CDK2作为细胞周期的正向调节因子，其活性增高，可以促进细胞演进、增殖、分化，属于癌基因。有研究发现，CDK2蛋白在宣威癌组织的表达高于非宣威癌组织，在腺癌癌组织中表达高于鳞癌癌组织，而且在宣威腺癌中表达高于非宣威腺癌，提示宣威肺腺癌有其自身的特殊性。

2.抑癌基因　脆性组氨酸三联体（fragile histidine triad，FHIT）基因和磷酸酶及张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homology deleted on chromsome ten，PTEN）基因是抑癌基因，在宣威肺癌患者癌旁正常组织中表达的阳性率为100%，而在肿瘤组织的表达明显低于癌旁组织，在低分化肺癌中阳性率明显低于中-高分化的肺癌中阳性率；在女性肺癌病例中的阳性率要明显低于男性肺癌病例，在宣威肺癌尤其是腺癌细胞中呈低表达，提示FHIT基因和PTEN基因丢失或突变可能在宣威燃煤致肺癌中起重要作用。在蛋白水平上，宣威肺癌中PTEN和FHIT的表达间无相关关系，说明FHIT和PTEN可能是通过各自不同的路径对宣威肺癌的发生和发展发挥作用。

3.细胞核增殖相关抗原　细胞核增殖相关的抗原Ki-67是一种目前应用最广泛的增殖细胞标记，出现于增殖细胞的核内，与细胞有丝分裂密切相关，且不表达于DNA修复状态的细胞，它间接代表肿瘤细胞的增殖活性，从而反映肿瘤恶性表型。宣威肺癌组织Ki-67蛋白在FHIT和PTEN低表达肿瘤细胞中呈高表达，且宣威地区肺癌Ki-67抗原标记率高于非宣威地区肺癌，提示宣威地区肺癌增殖活性偏高，细胞增殖动力学特征有别于普通人群肺癌。

4.转录因子　转录因子Sox4属于Sox（sry-related high-mobility-group box）家族中的C亚族，其特征为编码的蛋白质中含有一个HMG（high mobility group）蛋白结构域，通过与DNA中的ATATCAAATG序列结合发挥转录因子的作用。研究揭示，Sox4基因是人类肿瘤中上调的基因之一，被列为恶性肿瘤标签（signature of cancer）。研究证实，转录因子sox4在宣威地区女性肺癌中的表达显著高于其他地区女性肺癌，且采用siRNA抑制sox4的表达可促进宣威地区女性肺癌细胞凋亡，显著降低宣威地区女性肺癌细胞的迁移及转移能力。转录因子sox4可能促进宣威地区女性肺癌的发生发展。这为研发宣威地区女性肺癌的早期诊断筛查分子标志和潜在的干预或治疗靶点提供了实验依据。

核转录因子kappa B（transcription factors nuclear factorκB，NF-κB）蛋白是癌基因ReL蛋白家族成员之一，具有广泛的生物学活性，可参与急性肺损伤和肺纤维化的病理过程，促进细胞周期调节蛋白D1（cyclin D1）表达，抑制细胞凋亡，促进癌基因c-myc的表达导致肺癌发生等。NF-κB蛋白在宣威女性非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）病例的癌组织、癌旁组织及正常肺组织的表达均明显高于其他地区的NSCLC患者，提示宣威女性NSCLC肺部过氧化损伤程度较重。有研究表明，肺组织中沉积的石英粒径增大，NF-κB蛋白表达水平呈降低趋势，提示石英粒径越小，过氧化损伤的细胞毒性可能越强，为进一步研究宣威肺癌的发病机制提供了重要线索。

核转录因子P63的表达在宣威并无地区特异性，并不是宣威肺癌高发的原因。

5.调控因子　P16-cyclin D1-CDK4/6→Rb是细胞增殖的一个共同途径。P16蛋白是一种CDK4抑制因子，P16蛋白能够和cyclin D1蛋白竞争性结合CDK4，抑制cyclin D1/CDK4复合物的活性，从而抑制增殖。当P16蛋白低表达、不表达或cyclin D1过表达，将促使细胞生长失控，发生转化，甚至发生癌变。P16的失活在肺癌由癌前病变到肺癌的发展过程中起着重要的作用。宣威肺癌组P16蛋白不表达率、cyclinD1基因蛋白的过表达率在肺癌早期和腺癌中呈高表达，且高于昆明肺癌组，说明在肺癌的早期，宣威肺癌在P16基因的失活是有特异性的，可以为宣威肺癌的早期诊断提供一定的依据。

生存素（survivin）是新近发现的一种抑制细胞凋亡蛋白（inhibitor of apoptosis protein，IAP）家族成员，其持续高表达可促进细胞表型的恶性转化。宣威肺腺癌中生存素的表达明显高于昆明肺腺癌，生存素蛋白的高表达可能是宣威地区肺癌高发的原因之一。

6.DNA氧化损伤生成物　DNA氧化损伤产生的8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG）可能在肺癌的发生、发展中起着重要作用。研究发现8-OHdG在肺癌患者尿液中含量高于肺良性病变患者。宣威地区女性肺癌患者尿液中8-OHdG含量高于宣威地区男性肺癌患者和非宣威地区女性肺癌患者；宣威地区女性肺良性病变患者尿液中8-OHdG含量高于宣威地区男性肺良性病变患者和非宣威地区女性肺良性病变患者。宣威地区女性受到的氧化损伤高于宣威地区男性和非宣威地区女性，这可能是宣威地区女性肺癌高发的因素之一。

（二）遗传易感性

宣威肺癌具有特定区域、特定人群和家族聚集性的发病特点，在这个特定人群中可能会存在一种或数种与该疾病相关的基因，该地区携带这些基因的人群较之其他人群更容易罹患肺癌。为了探讨宣威肺癌人群易感性和发现高危人群，近些年对宣威人群的易感基因多态性进行了研究。

1.代谢酶基因多态性　由于GSTM1对多环芳烃类代谢的特异性最强，GSTM1基因缺失可以作为评价多环芳烃代谢酶基因多态性的重要指标。在前期宣威肺癌病因学研究的基础上，在已知的主要危险因素即燃料品种、燃煤方法、燃煤用量、性别和年龄相匹配的情况下，研究发现GSTM1基因缺失者（GSTM1—），其患肺癌的相对危险性较GSTM1基因携带者（GSTM1+）高；在相同的致癌物暴露水平下，谷胱甘肽硫转移酶基因（GSTM1）缺失人群患肺癌的危险性是非缺失人群的2.62倍。(www.xing528.com)

细胞色素P450（cytochrome P450，CYP）是代谢外源性和内源性化合物的重要酶系，也参与致癌物的活化过程。CYP2EI主要分布于肝脏，目前确定CYP2E1的底物大部分为前致癌物和前毒物。因此CYP2EI的多态性可能影响到不同个体对肺癌的易感性。对宣威肺癌患者及对照CYP2E1的基因多态性检测结果显示，CYP2E1基因多态性与宣威肺癌无明显相关性。但以不烧烟煤者CYP2E1非C1/C1基因型为参照，烧烟煤者较不烧烟煤者OR值增大，且差异均有统计学意义，提示烧烟煤与CYP2E1基因多态性可能有联合作用。

5，10-亚甲基四氢叶酸还原酶基因（5，10-methylenetetrahydrofo-late reductase，MTHFR）被认为是肺癌的一个重要候选基因。对宣威女性肺癌及宣威地区女性肺良性病变患者的病例对照研究发现，SNP677C/T的T等位基因可增加肺癌的患病风险，SNP677C/T变异与宣威地区女性肺癌的发生相关。

2.DNA修复相关基因的多态性　DNA修复能力的低下可增加个体患肺癌的风险，DNA修复相关基因的多态性引起的DNA修复能力的差异可能是决定肺癌遗传易感性的重要因素。8-羟基鸟嘌呤（8-hydroxyguanine，8-OH-G）被认为是氧化DNA损伤的标志性产物。因此，与此相关的基因多态性可能影响其修复能力，从而影响宣威肺癌发生的易感性。8-羟基鸟嘌呤糖苷酶（8-hydroxyguanineglycosylase，hOGG1）是一种DNA修复酶，它可特异地切除8-OH-G，对损伤的DNA进行修复。宣威地区携带Cys/Cys基因型者患肺癌的危险是Ser/Ser基因型的2.42（1.003～5.862）倍。hOGG1 Cys/Cys基因型是宣威肺腺癌的遗传易感因素。

3.癌基因多态性　有研究报道，在中国人肺癌中癌基因CCND1（又称PRAD1，Bcl-1）的G870A的AA性与环境所致肺癌的危险性有关。对宣威肺癌、昆明肺癌患者以及非肺癌肺组织CCND1多态性的研究表明，宣威组CCND1的G870A的AA基因型频率和A等位基因频率总体高于昆明组。CCND1的G870A多态性与宣威肺癌的地区特异性有关。

4.HLA遗传多态性　人白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）是免疫系统中的重要分子，参与机体递呈抗原，决定免疫细胞对肿瘤的识别和杀伤。HLA的一个重要特点是其高度多态性，HLA的遗传多态性决定了其与抗原肽的亲和力，因此不同个体对相同疾病的遗传易感性具有差异性。HLA-A*02是发现最早、在人群中携带频率最高、具有高度多态性的HLA I类分子，在不同地域不同民族中分布有显著差异。有研究显示云南宣威肺癌患者HLA.A*02阳性率及等位基因频率均显著高于健康对照组，提示HLA-A*02可能是宣威肺癌的易感基因。还有研究发现，编码参与炎症反应的免疫调节基因如白介素-1β（interleukin 1 beta，IL1β）单核苷酸多态性的变异与宣威肺癌危险度的增加有关，而白介素8受体-α（interleukin 8 receptor alpha，IL8Rα）等基因在使用烟煤的人群中具有一定的保护作用。

此外，还有研究发现宣威肺癌患者线粒体DNA存在特异性的突变位点，以及多态性位点，可能和当地特殊的燃煤污染暴露及遗传易感性有关。

（三）肺癌早期诊断生物标志物

通过对宣威地区和非宣威地区非吸烟女性肺癌患者癌组织中的miRNA表达谱，以及对宣威地区I期非吸烟女性肺癌患者和宣威肺癌高发区良性病变女性血清中miRNA表达水平的分析发现，综合运用3条miRNA即miR-494、miR-22和miR-200b作为分子标志物筛查早期肺癌患者，其敏感度和特异性为85.26%和94.45%，可作为早期诊断宣威地区非吸烟女性肺癌患者的小分子标志物。

肺癌组织中FHIT蛋白在宣威女性失表达率高于男性，说明了FHIT基因可能是燃煤致肺癌的靶点，FHIT失表达与肿瘤大小、淋巴结转移及临床分期无关，进一步说明FHIT失表达是宣威肺癌的早期事件，FHIT蛋白可作为宣威肺癌临床早期诊断的有效分子标记物，也可作为宣威肺癌早期筛查的指标之一。

端粒是与细胞增殖分裂密切相关的染色体末端结构。端粒酶是由RNA和蛋白质组成的反转录酶，能依照自身RNA模板合成端粒重复序列，使分裂细胞逃避端粒进行性缩短，获得持续增殖能力。端粒酶在大多数恶性肿瘤中表达活性，而在正常组织（除精原细胞和某些干细胞）和良性病变中无或低活性。端粒酶活化在细胞癌变、增殖和肿瘤发展中起重要作用。hTR是人端粒酶的RNA成分，其表达与端粒酶活力相关，在不同人群的肺癌中都存在，是肺癌发生的共同环节。在宣威正常支气管上皮和肺泡上皮中未检出hTR表达，而肺癌组织检出率却较高。良、恶性组织的明显差异提示，hTR可能成为较敏感的肺癌标志物。癌旁增生的Ⅱ型肺泡上皮检出hTR，提示其是肺癌发生的早期事件。检测hTR可能有助于早期发现肺癌。

端粒酶反转录酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）是调节端粒酶活性的限速决定因素，其表达变化与端粒酶活性密切相关，hTERT的表达具有癌细胞特异性。Madl蛋白因子抑制hTERT的表达。检测宣威农民肺癌组织以及正常人体肺组织中hTERT mRNA和Mad1蛋白的定位和表达特点，发现hTERTmRNA在宣威农民肺癌的表达明显高于正常人体肺组织的表达，Madl蛋白在宣威农民肺癌组织中的表达降低或缺失，hTERT与Madl两者在宣威农民肺癌和正常人体肺组织中呈负相关性，这两者可作为检测宣威肺癌较敏感的标记，并可望成为早期检测肺癌的分子生物学标记物之一。根据hTERT与Madl两者的拮抗作用，可以以hTERT为靶点结合Madl蛋白，为两地区进行肺癌基因治疗提供新思路。

（四）肺癌靶向治疗研究

HLA-A*0201基因缺失、突变或低表达，在导致云南宣威肺腺癌细胞XWLC-05（xuanwei lung cancer-05）免疫逃逸方面起重要作用，有学者体外转染HLA-A*0201基因至HLA-A*0201表达缺失的云南宣威肺腺癌细胞XWLC-05中，可高效表达并递呈P53肽段，能有效地活化T细胞介导的特异性抗肿瘤效应，而且CD8+T淋巴细胞和CD4+T淋巴细胞共同作用杀伤活性更高。为基因靶向治疗和进一步开展肺癌早期预防奠定了基础。

癌基因CerbB-2位于人类17号染色体的长臂上，其蛋白产物与表皮生长因子受体高度同源。CerbB-2编码具有酪氨酸激酶活性的细胞膜蛋白，其表达与肿瘤细胞的分化、增殖及治疗反应和预后等因素有关，在肺癌的发生、发展、转移和预后中有重要意义。当前对CerbB-2基因研究的热点之一是其能否作为新辅助化疗的预测因子。对宣威女性肺癌接受长春瑞宾和顺铂新辅助化疗及未化疗组的研究表明，新辅助化疗可降低肺癌患者CerbB-2的阳性表达率，CerbB-2阳性的细胞可能是新辅助化疗的一个作用靶点，但最终CerbB-2能否作为宣威肺癌新辅助化疗的预测指标，尚需进一步的研究。