脆性組氨酸三聯體基因與消化系統腫瘤的關系

付信娟 孫方利 (青島市海慈醫(yī)療集團，山東 青島 260033)

惡性腫瘤的發(fā)生是一個多因子、多步驟、復雜、漫長的生物學過程，期間涉及癌基因的激活、抑癌基因的失活等。脆性組氨酸三聯體(FHIT)基因是Ohta等〔1〕用定位克隆技術和外顯子捕獲法確定的一個新基因，由于該基因cDNA編碼的蛋白質與具有3價組氨酸結構域的組氨酸三聚體(HIT)蛋白質家族高度同源，且又跨過染色體脆性位點，故命名為FHIT基因。FHIT基因在全身正常組織器官均有低水平表達，在很多腫瘤組織和細胞中都發(fā)現FHIT基因頻發(fā)異常。本文將FHIT基因與消化系統腫瘤關系做一綜述。

1 FHIT基因結構及功能

1.1FHIT基因結構 FHIT基因定位于染色體3p14.2，全長約500 kb，有10個外顯子組成，其cDNA全長1 095 bp，轉錄產物約為1.1 kb的mRNA，其中5～9外顯子跨越t(3;8)易位斷裂點和脆性區(qū)域FRA3B，其5＇端有一約350 bp的非編碼區(qū)，3＇端除有一個編碼區(qū)外，還有一個腺苷酸同源序列即多聚核苷酸尾部，編碼由147氨基酸殘基組成的分子量為16.8 kD的蛋白質。外顯子5～9組成開放閱讀框架(ORF)，外顯子8編碼特征性HIT結構域。

1.2FHIT基因功能 普遍認為FHIT蛋白是一典型的二腺苷三磷酸(AP3A)水解酶，分子量為16.8 kD，能區(qū)域特異水解二腺苷磷酸(ApnA)(n=26)，生成腺苷酸(AMP)，主要參與細胞生長與生長抑制信號的調控，在體內可誘導細胞凋亡和抑制腫瘤細胞的增殖。在腫瘤中的作用可能是因其失活引起AP3A或類似復合物在體內的積累，刺激DNA聚合酶α合成DNA，使細胞通過細胞周期G期控制點，進入S期，阻斷生長信號抑制途徑，以影響腫瘤發(fā)生;也可能其失活后對外界環(huán)境的應激能力下降而引起癌變。

2 FHIT基因與消化系統腫瘤

很多腫瘤組織及細胞株中均可檢測到FHIT基因的變異，主要包括基因異常轉錄、純合性缺失、雜合性缺失(LOH)及CPG島異常甲基化等，主要通過參與細胞周期的調控和凋亡發(fā)揮作用，引起Caspase酶介導的凋亡級聯反應〔2〕。在多種腫瘤組織中存在FHIT表達降低或丟失，提示FHIT基因異常與多種腫瘤發(fā)生發(fā)展有關。

2.1FHIT與食管癌、胃癌 王新美等〔3〕研究認為食管癌中FHIT表達下降與患者TNM分期、細胞分化程度、淋巴結轉移、年齡、吸煙史、飲酒史及病史長短均無明顯關系。張德慶等〔4〕研究發(fā)現，FHIT基因表達缺失與食管癌的發(fā)生、分化程度、分期、淋巴結轉移有關，與年齡、性別無關。而李磊等〔5〕研究發(fā)現，FHIT基因在食管癌中表達與性別，腫瘤浸潤程度、淋巴結轉移、病理分期、組織分化程度及預后有關，與年齡無關。Michael等〔6〕研究發(fā)現，86%(12/14)的 Barrett化生食管可檢測到異常FHIT轉錄本，而同樣病人的食管腺癌中93%(14/15)可檢測到異常轉錄本，說明在腫瘤早期即有FHIT轉錄異常，FHIT或許可作為一腫瘤早期診斷指標。郭曉青等〔7〕檢測血漿中FHIT基因的甲基化發(fā)現，患者的腫瘤中表現出了血漿中FHIT基因的甲基化，病理分級為Ⅰ級及腫瘤長徑＜2 cm的腫瘤患者被檢測出血漿DNA FHIT基因的異常，表明血液中DNA FHIT基因的檢測，有望成為食管癌早期診斷的一個較好方法。

Li等〔8〕報道，FHIT表達與胃癌的分化程度、淋巴結浸潤、臨床分期及5年生存率有關。而Czyzewska等〔9〕研究發(fā)現，在胃癌中FHIT表達與性別、組織學分級、淋巴結轉移及幽門螺旋桿菌(HP)感染無關，與年齡和腫瘤部位有關。朱淑珍等〔10〕研究表明，胃癌及癌旁組織中FHIT蛋白在HP陽性組中的表達強度顯著弱于HP陰性組，提示HP感染可能通過影響FHIT蛋白表達近而作用于胃癌發(fā)生過程。孟利偉等〔11〕用免疫組化法檢測60例胃癌組織及癌旁正常組織中FHIT基因及p21waf1蛋白的表達，發(fā)現胃癌組織中FHIT基因表達水平降低與p21waf1蛋白的丟失呈顯著正相關，推測FHIT基因可能通過p21waf1蛋白參與了對腫瘤細胞周期的調控。

2.2FHIT與肝癌、膽囊癌 發(fā)生FHIT基因缺失或異常的腫瘤主要來源于上皮細胞，并且與化學致癌劑和病毒感染等環(huán)境致癌因素密切相關。肝癌是一種與乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)感染、攝食黃曲霉素和飲酒等環(huán)境致癌因素密切相關的上皮來源的惡性腫瘤。肝癌細胞具有明顯的3p14～21區(qū)不平衡易位和3p12～14區(qū)的DNA拷貝數缺失，這些異常均覆蓋FHIT基因位點。于永春等〔12〕發(fā)現在癌組織及癌旁正常肝組織均發(fā)現異常FHIT轉錄本，但前者的發(fā)生率明顯高于后者，FHIT基因的這一特點與經典的抑癌基因相同。劉勝榮等〔13〕發(fā)現，FHIT基因表達與腫瘤分化程度、甲胎蛋白(AFP)表達、肝硬化程度、預后相關。而Nam等〔14〕通過對48例外科手術切除的肝癌組織標本進行研究發(fā)現，只在少數肝癌組織中出現FHIT基因表達缺失或降低，而在非癌肝組織中FHIT基因強表達，故認為FHIT基因表達與肝癌發(fā)展無關系。Xu等〔15〕研究發(fā)現，FHIT基因轉染可以抑制肝癌細胞 Hep3B的生長，并促進細胞在體內及體外凋亡。

陳鋼等〔16〕研究發(fā)現FHIT基因在原發(fā)性膽囊癌、膽囊腺瘤性息肉和慢性膽囊炎中的表達分別為28.3%、55.6%和88.0%，差異有統計學意義，且膽囊癌中FHIT基因的表達與腫瘤分化程度及預后有關。但目前關于FHIT與膽囊癌的關系研究較少，尚不能將其作為判斷腫瘤分化程度及預后的指標。Koda等〔17〕發(fā)現在膽囊癌和膽囊腺瘤中，FHIT表達下降和蛻變抑制激素(M1H1)蛋白表達明顯相關，故認為FHIT失活可能與錯配修復蛋白缺陷有關。

2.3FHIT與胰腺癌 胰腺癌占消化道腫瘤的8% ～10%，近年來發(fā)病率明顯升高，其早期癥狀隱匿，早期診斷困難，療效不理想，關于FHIT與胰腺癌之間關系的研究較少。趙坡等〔18〕通過對50例胰腺癌研究認為，胰腺癌中FHIT表達狀況可能與組織學分級及淋巴結轉移相關。而Bloomston等〔19〕研究發(fā)現，FHIT基因表達與胰腺癌的進展及存活率無關，提示其表達缺失是腫瘤發(fā)展的早期事件。蔡清萍等〔20〕研究發(fā)現45%胰腺癌Bax蛋白表達陽性，56%的胰腺癌中有FHIT異常轉錄，FHIT異常轉錄與Bax蛋白表達有明顯的相關性，且通過對1990細胞轉染FHIT前后的Bax蛋白檢測發(fā)現Bax由21%上調為29%，推測FHIT誘導的凋亡作用可能和Bax上調有關。

2.4FHIT與結腸直腸癌 Mori等〔21〕研究發(fā)現散發(fā)性結直腸癌中FHIT蛋白丟失與Duke分期及淋巴結轉移明顯相關，并且錯配修復蛋白Msh2表達丟失與FHIT位點基因改變及FHIT表達缺失有明顯相關性。李旺林等〔22〕研究發(fā)現，異常FHIT轉錄本與結直腸癌患者的年齡、性別、腫瘤部位、大小、癌胚抗原(CEA)水平、組織學類型均無相關性;與分化程度、病理分期、淋巴轉移、遠處轉移相關。而 Wierzbicki等〔23〕通過實時定量PCR檢測到FHIT蛋白在結直腸癌中表達升高，故認為FHIT蛋白表達下降甚至缺失并非結直腸腫瘤發(fā)生的必需條件。余桂戎等〔24〕報道，在結腸癌細胞中，FHIT蛋白明顯減弱了結腸癌細胞的增殖能力，表達FHIT的重組腺病毒很可能成為一種結腸癌生物治療的新策略。

3 問題及展望

FHIT基因是一個特殊的抑癌基因，是第一個將脆性位點和腫瘤聯系起來的抑癌基因，在消化道多種腫瘤組織中都可以檢測到FHIT基因表達異常，亦有少數研究認為其與腫瘤發(fā)生發(fā)展無關。將FHIT基因轉染到腫瘤細胞中可引起腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞增殖，對于FHIT基因抑制腫瘤細胞增殖及其抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的具體機制尚不明確。Ishii等〔25〕在體外和體內試驗均發(fā)現恢復FHIT蛋白可以使50%的腫瘤細胞受到抑制，將病毒載體介導的FHIT基因轉染到FHIT基因缺失的鼠中可以阻止甚至逆轉致癌物導致的腫瘤發(fā)生。謝放等〔26〕研究發(fā)現，FHIT基因能抑制膽管癌細胞株QBC939的增殖并降低其侵襲力。而王俊等〔27〕研究發(fā)現，將FHIT基因轉染到胃癌細胞可以增強長春新堿誘導的胃癌細胞凋亡，其機制可能與凋亡相關蛋白Bcl-2和Bax表達有關。目前對FHIT的研究還有很多不明確的地方，對FHIT基因與腫瘤關系的進一步研究將會為腫瘤的早期診斷及治療提供新的思路和空間。

1 Ohta M，Inoue H，Cotticelli MG，et al.The FHIT gene spanning the chromosome 3p14.2 fragile site and renal carcinoma associated t(3;8)breakpoint is abnomal in digestive tract cancer〔J〕.Cell，1996;84(4):587-97.

2 Pekarsky Y，Zanesi N，Palamarchuk A，et al.FHIT:from genediscovery to cancer treatment and prevention〔J〕.Lancet Oncol，2002;(12):48.

3 王新美，周宜亭.FHIT基因在食管鱗狀細胞癌及癌旁組織中的表達〔J〕.臨床腫瘤學雜志，2004;9(4):391-3.

4 張德慶，陳東育，宋兆峰.FHIT、Survivin基因在食管癌組織中的表達及相關性研究〔J〕.中國實驗診斷學，2009;13(11):1549-51.

5 李 磊，鄧彥超，趙 燕，等.新疆哈薩克族和漢族食管癌患者基因甲基化及其與預后的關系〔J〕.癌變、畸變、突變，2012;24(2):132-5.

6 Michael D，Beer DG，Wilke CW，et al.Frequent deletions of FHIT and FRA3B in Barrett＇s metaplasia and esophageal adenocarcinomas〔J〕.Oncogene，1997;15(14):1653-9.

7 郭曉青，王士杰，叢慶文.血漿p16和FH JT基因甲基化在食管癌及癌前病變檢測的臨床意義〔J〕.腫瘤，2006;26(9):832-5.

8 Li YZ，Zhao P.Expressions of cyclinB1，FHIT and Ki-67 in 336 gastric carcinoma patients and their clinicopathologic significance〔J〕.Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2009;89(33):2337-41.

9 Czyzewska J，Guzińska-Ustymowicz K，Pryczynicz A，et al.Immunohistochemical assessment of Fhit protein expression in advanced gastric carcinomas in correlation with Helicobacter pylori infection and survival time〔J〕.Folia Histochem Cytobiol，2009;47(1):47-53.

10 朱淑珍，項鋒鋼，李 宏.胃癌組織FHIT蛋白表達及其與幽門螺桿菌感染關系〔J〕.青島大學醫(yī)學院學報，2009;45(2):119-21.

11 孟利偉，蔡秀軍.胃癌fhit基因表達與腫瘤細胞增殖關系的研究〔J〕.浙江醫(yī)學，2005;27(9):650-1，666.

12 于永春，孫奮勇，李 智，等.脆性組氨酸三聯體基因異常轉錄與肝癌關系的研究〔J〕.中華肝臟病雜志，2003;11(9):550-1.

13 劉勝榮，黃曉紅，鄒永浩，等.原發(fā)性肝細胞癌組織FHIT和AFP表達與臨床病理及預后相關性的研究〔J〕.中華腫瘤防治雜志，2008;15(24):1878-81.

14 Nam CW，Shin JW，Park NH.Fragile histidine triad gene alterations are not essential for hepatocellular carcinoma development in South Korea〔J〕.World J Gastroenterol，2008;14(22):3526-33.

15 Xu RH，Zheng LY，Dong LH，et al.Effect of fragile histidine triad gene transduction on proliferation and apoptosis of human hepatocellular carcinoma cells〔J〕.World J Gastroenterol，2008;14(23):3754-8.

16 陳 鋼，易繼林，蔣進發(fā).脆性組氨酸三聯體基因蛋白在原發(fā)性膽囊癌中的表達及意義〔J〕.華中醫(yī)學雜志，2005;29(2):137-8.

17 Koda M，Yashima K，Kawaguchi K，et al.Expression of Fhit，M1h1，and P53 protein in human gallbladder carcinoma〔J〕.Cancer Lett，2003;199(2):131-8.

18 趙 坡，呂亞莉，黃燕媚，等.胰腺癌中脆性三聯組氨酸蛋白表達降低〔J〕.中華消化雜志，2002;22(1):58.

19 Bloomston M，Kneile J，Butterfield M，et al.Coordinate loss of fragile gene expression in pancreatobiliary cancers:correlations among markers and clinical features〔J〕.Ann Surg Oncl，2009;16(8):2331-8.

20 蔡清萍，張軍初，王梁華，等.Bax、Bcl-2及FHIT在胰腺癌中的表達及意義〔J〕.胰腺病學，2003;3(1):30-2.

21 Mori M，Mimori K，Masuda T，et al.Absence of Msh2 protein expression is associated with alteration in the FHIT locus and Fhit protein expression in colorectal carcinoma〔J〕.Cancers Res，2001;61(20):7379-82.

22 李旺林，曹 杰，唐偉鏢，等.FHIT基因在結直腸癌組織中的異常表達〔J〕.廣州醫(yī)學院學報，2006;34(6):5-9.

23 Wierzbicki PM，Adrych K，Kartanowicz D，et al.Fragile histidine triad(FHIT)gene is overexpressed in colorectal cancer〔J〕.Physiol Pharmacol，2009;60(Suppl 4):63-70.

24 余桂戎，張 瑞，孟艷玲，等.抑癌基因 Fhit重組腺病毒的構建表達及其在結腸癌細胞中的生物學功能〔J〕.中國生物工程雜志，2010;30(1):7-11.

25 Ishii H，Veccchione A，Fong LY，et al.Cancer prevention and therapy in a preclinical mouse model:impact of FHIT viruses〔J〕.Curr Gene Ther，2004;4(1):53-63.

26 謝 放，黃 強.FHIT基因轉染對膽管癌細胞增殖與侵襲的影響〔J〕.世界華人消化雜志，2009;17(33):3437-40.

27 王 俊，段曉明，周自華，等.外源性FHIT基因表達對長春新堿誘導人胃癌MKN-28細胞凋亡的影響〔J〕.世界華人消化雜志，2008;16(30):3367-71.