DNA甲基化在非小細胞肺癌中的研究進展

朱飛虎，徐智慧

·綜 述·

DNA甲基化在非小細胞肺癌中的研究進展

朱飛虎，徐智慧

浙江中醫藥大學胸外科，浙江杭州 310053

在我國，非小細胞肺癌的發病率和病死率較高。目前，臨床缺乏對非小細胞肺癌的早期篩查方法。DNA甲基化屬表觀遺傳修飾，具有較高的特征性，廣泛存在于非小細胞肺發生發展的各個階段，對患者的血清、血漿、肺泡灌洗液、痰液等標本基因甲基化狀態進行檢測，可用于臨床非小細胞肺癌的早期診斷。本文旨在綜述DNA甲基化在非小細胞肺癌中的研究進展。

DNA甲基化；非小細胞肺癌；抑癌基因

研究顯示，肺癌的多種基因存在甲基化，甲基化DNA片段參與其不良預后的發生及腫瘤的復發[1-2]。非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）屬基因性疾病，多伴有表觀遺傳學信息改變，其發生發展受表觀遺傳學信息改變的影響[3-5]。表觀遺傳學的發生機制主要為組蛋白修飾、染色體修飾和DNA甲基化。NSCLC的診斷主要依據其臨床癥狀、影像學檢查及組織病理學檢查等，但多數患者臨床癥狀出現較晚，且活體取樣困難，在首次診斷時已處于腫瘤晚期階段，因此無創早期診斷具有重要意義。DNA甲基化改變是細胞癌變過程的早期事件，在腫瘤早期診斷中具有重要價值。

1 DNA甲基化概述

1.1 DNA甲基化的概念

DNA甲基化是指DNA甲基化酶催化S-腺苷甲硫氨酸，使其成為甲基供體。DNA修飾可改變染色質結構、DNA穩定性、DNA與蛋白質的相互作用方式等，控制基因表達，參與腫瘤的發生、發展；阻礙轉錄子與啟動子的結合，沉默機體耐藥基因，使機體產生耐藥性[6]。腫瘤組織中與CpG相關的DNA常見重復序列、印記基因與組織特異性基因可呈現去甲基化狀態，甲基化水平相對于正常組織較低，可增加染色質螺旋度，抑制轉錄基因的表達[7]。研究顯示，DNA甲基化與甲基化、磷酸化、乙?；⒎核鼗⑾佘斩姿岷颂腔g可相互作用，調節基因轉錄，影響組蛋白甲基化、乙酰化狀態。另有研究表明，DNA甲基化能夠直接影響組蛋白的乙?；图谆癄顟B。

1.2 DNA甲基化檢測、篩查

抑癌基因的表達受異常DNA甲基化的影響，DNA甲基化的異常能夠激活原癌基因的表達，導致腫瘤的發生、發展[8]。DNA甲基化是腫瘤發生的早期事件，可作為NSCLC早期診斷和篩查的潛在標志物。研究表明，肺癌患者血漿DNA甲基化發生率高于不吸煙患者，肺癌患者的多種抑癌基因甲基化發生率亦較高。

2 DNA甲基化與NSCLC的早期診斷

2.1 血清、血漿DNA甲基化檢測

應用外周血檢測DNA甲基化的方法具有采集方便、侵入性小的特點。腫瘤患者進行外周血檢測，壞死腫瘤細胞釋放較多的循環DNA，對比腫瘤患者、非腫瘤患者血清中DNA甲基化水平，可區分腫瘤與非腫瘤[9-10]。研究表明，肺癌患者的O6-甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉移酶（O6-methylguanine-DNA-methyltransferase，MGMT）、Ras相關區域家族1A（ras association domain family 1A，RASSF1A）、p16基因甲基化發生率分別為18.7%、12.1%、15.4%，且其血清抑癌基因DNA甲基化率高于非惡性腫瘤患者，提示血清DNA甲基化檢測可用于肺癌的早期診斷[11]。外周血檢測存在的主要問題是部分樣本DNA含量較低、缺乏器官特異性，而DNA含量的問題有望通過提高檢測技術敏感度解決。

2.2 痰液DNA甲基化檢測

痰液為非入侵方式獲取的標本，研究顯示，可在肺癌患者癌組織及痰液標本中檢測出異常甲基化的P16，而良性肺部疾病患者未發現基因異常DNA甲基化的情況，表明患者痰液DNA甲基化檢測可用于肺癌的診斷。研究發現，吸煙人群肺癌發病率較高，肺癌人群痰液較多，在肺癌的早期篩查中較為重要[12-13]。痰液多由肺中部產生，檢測中央型肺癌患者痰液異常DNA甲基化對于肺癌的診斷具有重要意義，但因NSCLC中腺癌多發生于肺外周，故痰液DNA甲基化檢測易漏診部分的腺癌患者。

2.3 氣管灌洗液DNA甲基化檢測

氣管灌洗液具有含非細胞DNA、定位準確、特異性高等特點，且其具有侵入性，需采用支氣管鏡進行檢查[14]。NSCLC患者及非腫瘤患者支氣管灌洗液腫瘤特異性基因研究顯示，NSCLC患者的DNA甲基化發生率較高，支氣管灌洗液診斷肺癌敏感度為81.0%、特異性為97.4%，提示檢測支氣管灌洗液DNA甲基化發生率對于NSCLC的診斷具有重要意義。

3 NSCLC的治療方法

3.1 靶向藥物單藥治療

研究表明，給予伴有表皮生長因子受體突變的NSCLC患者厄洛替尼新輔助治療，其無進展生存期為11.2個月，中位總生存期為51.3個月，36.8%的患者出現厄洛替尼相關不良反應，15.8%的患者出現3～4級不良反應[15]。

3.2 靶向藥物聯合治療

患者采用阿法替尼治療2個月后行同步放化療，治療后選取部分患者行手術治療，余患者采用阿法替尼繼續治療，結果顯示，手術治療患者主要病理緩解率為57.1%，完全病理緩解率為41.3%，整體客觀緩解率為69%[16]。

3.3 免疫單藥治療

多中心單臂Ⅱ期臨床研究顯示，予101例NSCLC患者程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）抑制劑阿替利珠單抗治療，其中90例患者行手術治療，術后客觀緩解率為7%，主要病理緩解率為18%，完全病理緩解率為5%，2例患者出現與治療無關的5級不良反應，29例患者出現3～4級不良反應[17]。

3.4 雙免疫聯合治療

隨機Ⅱ期臨床研究比較，PD-1抑制劑納武利尤單抗聯合細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4抑制劑伊匹單抗（ipilimumab）與納武利尤單抗的治療效果，其中23例NSCLC患者接受納武利尤單抗治療，21例患者接受納武利尤單抗聯合ipilimumab治療，結果顯示，納武利尤單抗組的客觀緩解率為22%，主要病理緩解率為17%，完全病理緩解率為9%；納武利尤單抗聯合ipilimumab組的客觀緩解率為19%，主要病理緩解率為33%，完全病理緩解率為29%；兩組患者3～4級不良反應發生率分別為13%和5%[18]。

3.5 MGMT基因甲基化

DNA甲基化在NSCLC的發生和轉移中具有重要作用，根據特異性甲基化基因合成抗癌藥物在腫瘤治療發揮重要作用[19]。研究表明，DNA甲基轉移酶（DNA methyltransferase，DNMT）抑制劑糾正異常DNA甲基化，使機體細胞發生生物學改變，抑制腫瘤的發生、發展。應用去甲基化藥物對患者的甲基化失衡狀態進行調節在腫瘤治療中尤為重要，但使用DNA去甲基化藥物對NSCLC患者進行治療具有局限性，可致癌；且使用DNMT抑制劑對患者的DNA甲基化進行糾正后，患者可再次出現甲基化，導致腫瘤復發。對癌前病變或腫瘤進行去甲基化可恢復某些關鍵性抑癌基因的功能，起到預防和治療腫瘤的作用。MGMT基因可抵抗常見致癌物，且基因啟動子區CpG島甲基化可停止其基因轉錄，與NSCLC的發生關系較為密切[20-21]。

4 DNA甲基化與NSCLC的預后、復發、化療敏感性

DNA甲基化與NSCLC患者的臨床分期、淋巴結轉移具有一定的相關性，表觀遺傳學異常可促進腫瘤的發生、發展，對NSCLC預后的判斷具有重要意義。NSCLC患者不良預后的發生與異常DNA甲基化相關，異常DNA甲基化參與DNA修復、細胞凋亡、細胞分化、細胞分裂、細胞轉移及侵襲，且不同甲基化狀態可顯示不同組織學類型肺癌患者的預后，也可對相同類型肺癌患者預后進行預測。跨膜蛋白196的甲基化狀態可預測肺鱗狀細胞癌、肺腺癌患者預后?？缒さ鞍?8可用于NSCLC預測，研究顯示，腫瘤的復發與患者術后RASSF1A、MGMT、p16、鈣黏蛋白13（cadherin-13，CDH13）、凋亡相關斑點樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing CARD，ASC）的甲基化相關，且RASSF1A、MGMT、p16、CDH13、ASC甲基化狀態變化與患者的年齡、性別、手術方式、腫瘤直徑、組織學類型等無關[22]。正常淋巴結中檢測到的DNA甲基化提示腫瘤微轉移。

基因甲基化修飾可導致相關信號通路失活，引發腫瘤的發生，而信號通路的失活可導致患者對化療藥物產生敏感性。研究顯示，治療反應與基因甲基化狀態相關，檢測基因甲基化狀態在腫瘤亞型的分辨中起重要作用，可用于腫瘤的治療[23-24]。

臨床多采用化療手段對NSCLC患者進行治療，但患者易對化療藥物產生耐藥性，降低其治療效果，導致化療失敗[25-26]。臨床研究表明，DNA甲基化可逆轉腫瘤化療的耐藥性[27-28]。研究顯示，MGMT基因啟動子甲基化促使患者淋巴結發生轉移，MGMT甲基化活性喪失后，患者出現化療敏感性，可作為NSCLC患者化療敏感性及預后預測的重要指標[29]。

綜上，NSCLC早期診斷標志物在降低患者病死率中起重要作用。目前，臨床對于DNA甲基化在NSCLC及其他腫瘤中的研究均處于初級階段，關于研究分析DNA甲基化在體內的發生機制較少，且對DNA甲基化的上游信號通路與調節機制不是很明確。在未來的研究中，仍需更多的基礎及臨床研究予以證實，為NSCLC的早期篩查、診斷提供理論依據。

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（2022–09–16）

（2023–05–28）

R730.231

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10.3969/j.issn.1673-9701.2023.18.033

朱飛虎，電子信箱：zhangsings579@163.com