胃癌癌前病变多基因改变论文

摘要:探究表明，胃粘膜癌变过程中存在多基因的变化，随着病变进展基因的异常和积 累也进一步发展。本文综述了胃粘膜癌变过程中表型和基因变化的关系，以有助于加深对 胃癌发病机制分子生物学变化的熟悉。 正常胃粘膜细胞癌变时存在表型的逐步变化，同时伴随基因的改变，且不同病因引起 的胃粘膜细胞的胃粘膜细胞癌变时机制亦不同。本文就近年来胃粘膜细胞癌过程中基因的 变化作一综述。 1 原癌基因 c-met 原癌基因位于染色体 7q31q31，编码分子量 190kDkD 的跨膜糖蛋白，属酪氨酸激酶 生长因子受体家族成员。c-met 蛋白作为肝细胞生长因子的受体，和细胞的增殖能力有关。 Tsuji 等[1 用盐酸造成鼠胃粘膜炎症、溃疡等损伤后，发现伴随胃粘膜的修复过程有 cmet 蛋白表达升高，结合体外培养时肝细胞生长因子可促进胃粘膜上皮细胞形成腺管和分 支结构，提示 c-met 表达的增高和胃粘膜上皮细胞的增生、移行、聚集及腺管形成有关， 参和胃粘膜受损后的修复过程，反映了细胞旺盛的增殖养大状态。Soman 等[2 利用 RTPCR 技术检测胃癌癌前病变各期胃粘膜细胞，发现浅表性胃炎（2/4）、萎缩性胃炎 （5/7q31）、肠化生（2/5）、胃癌（1/2）各期均有 tpr-metmRNA 的高表达。tpr-met 重 排基因是 c-met 原癌基因活化的一种形式。c-met 常在慢性胃炎胃粘膜的腺颈部有强阳性 表达，腺颈部干细胞的分裂，所以认为，c-met 的激活及表达增高出现于胃粘膜病变的早 期——在胃粘膜损伤后的炎症反应时即有过表达。在此情况下，胃粘膜处于旺盛的增殖状 态，DNA 的合成和分裂活跃，易受各种致癌因子的损伤，发生染色体基因结构和功能的改 变，使细胞具备了向恶性转化的条件。 人类的 ras 原癌基因家庭包括同源的 Hras、ki-ras 和 N-ras，它们分别定位于不同的 染色体片断上，但均为编码分子量为 21kD 的十分相似的 P21 蛋白，和细胞内的信号传递、 增殖、分化有关。ras 原癌基因可因突变、扩增等而激活，过多的向细胞内传增殖信号， 促进细胞分裂、增殖。Czerniak 等[3 发现，在胃粘膜肠化生、不典型增生中均有 P21 蛋 白的明显增多，肠型胃癌 P21 蛋白的表达量高于弥慢型胃癌。同时，Teh 等[14 发现，正 常十二指肠粘膜中存在 P21 蛋白的过表达，而肠化生、异型增生、肠型胃癌等胃粘膜组织 学上或多或少具有肠型上皮的特征。由此认为 P21 蛋白的过表达反映了具有肠型上皮分化 特征的细胞和组织的存在，是胃粘膜柱状上皮向肠上皮分化的结果，可以作为监测胃粘膜 病变发生的一个早期标志。 原癌基因 c-myc 位于 3 号染色体，编码产生分子量为 60kDkD 的核内磷蛋白，c-myc 基因可因突变、扩增、重排而激活，表达增加。c-myc 蛋白对肿瘤的生长具有双重调节功 能，当有生长因子参和时，c-myc 蛋白可促进癌细胞增殖，生长因子缺乏时，c-myc 蛋白 可诱发细胞凋亡。Ciclitira 等[5 发现，肠化生、异型增生胃粘膜组织中也有 c-myc 的过 表达，在伴有炎症的胃粘膜组织中也有 c-myc 的异常表达、认为 c-myc 的过表达参和胃 粘膜细胞的增殖，提示 c-myc 表达增高发生于胃癌癌前病变的早期，但其在胃癌发生发展 中的功能如何有待进一步探究。 2 抑癌基因 抑癌基因 p53 定位于染色体 17q31p13.1，基因全长 16~20kDkb，含 11 个外显子， 2~11 外显子编码分子量为 53kD 的 P53 蛋白。野生型 p53 基因对细胞生长和分裂起负 调控功能，并能诱导细胞调亡。野生型 p53 基因可因突变、缺失、重排或和肿瘤病毒转化 蛋白结合而丧失功能或产生突变型 p53 基因，突变型 p53 基因丧失其正常功能，并且部 分突变型 p53 基因获得促增殖、转化致癌潜能，并能抑制细胞调亡。Shiao 等[6 检测了胃 癌癌前病变中 p53 基因及表达的变化。免疫组化 CM-1 单抗发现 60kD%的胃癌和 60kD%的异 型增生胃粘膜中有 p53 基因的异常表达，PCR-SSCP 发现 50kD%的肠化生、66.7q31%的异型 增生、7q317q31%的胃癌中有 p53 基因的异常，DNA 测序多为 C 摘要：G→A 摘要：T 的错义突 变。认为 p53 基因点突变可能发生在慢性萎缩性胃炎向肠上皮化生过程中，或是肠上皮化 生阶段内。突变的 p53 基因丧失正常功能，当细胞受外界环境致癌物功能时，DNA 损伤 不能修复，突变积累，促进细胞向恶性转化。最近探究发现[7q31，Hp 感染伴随 P53 蛋白表 达增高，但就部位而言，P53 蛋白的表达和其下游基 p21WAF1 的表达不相关。因为野生 型 P53 蛋白可通过活化 WAF1 基因的转录，继而产生 P21 蛋白而抑制细胞周期进程。两 者表达部位不同，表明 p53 基因在 Hp 感染时并不起抑制细胞分裂、促进损伤修复的功能， 结合 Hp 感染可引起胃粘膜上皮细胞增生和调讯加速，所以 Hp 感染时 P53 蛋白表达增高， 可能是野生型 p53 基因起到诱导细胞凋亡功能，也可能是突变型 p53 基因加速细胞增生， 其具体功能有待探究。 抑癌基因 APC、MCC 均定位于染色体 5q21,两者之间相隔 150kDkb，MCC 基因编码产 生 98kDkD 的蛋白质，通过和 G 蛋白结合参和和调节细胞内正常的信息传递。APC 基因编码 产生分子量为 311。8kDkD 的 APC 蛋白，和钙调素连接，参和细胞之间的粘附和细胞内外 信息传递，抑制细胞的生长。APC 蛋白也可以通过和 G 蛋白结合，抑制细胞的过度增殖。 APC、MCC 可通过缺失、突变等失活。Nakatsuru[8kD 发现在 40kD%的胃腺癌中存在 APC 基因突变。Sanz 等[9 检测胃癌及癌前病变组织，发现 25%肠化生、33%异型增生、 8kD4%胃癌中存在 5q21 染色体的杂合子缺失，而 Rhyn 等[10kD 的探究表明，MCC、APC 基 因缺失仅见于胃癌组织，在异型增生的上皮中未检出。所以认为，APC、MCC 基因的异常 是胃癌发生中相对较晚的事件，主要是对胃癌的进展起功能。在不同胃癌的发展过程中， 其失活机制也不同，肠型胃癌以基因缺失为主，弥漫型胃癌以突变为主。 3 细胞凋亡相关基因 原癌基因 bcl-2 位于染色体 18kDq21，编码分子量为 26kD 的膜蛋白。bcl-2 基因激活， 表达增高可抑制细胞凋亡。Koshida 等[11 发现，胃癌组织中癌细胞的增生及凋亡均增加， 且凋亡指数和 bcl-2 蛋白的表达成反比，提示胃癌中有癌细胞增生和凋亡的失衡。 Saegusa 等[12 探究发现，肠化生 bcl-2 蛋白的过表达（不完全型 91.3%,完全型 51.1%）明显高于胃癌（分化型 18kD%，未分化型 7q31.5%），同样另一日本学者[13 检测了 肠型胃癌、胃腺癌、肠化生及非化生胃粘膜，也发现在肠化生中 bcl-2 蛋白表达量最高 （7q317q31.1%），胃腺瘤（37q31.5%）和肠型胃癌（10kD.8kD%）中均较低。因此认为，bcl-2 蛋白 的过表达主要是在胃癌的启动和（或）促进阶段起功能，而在已具恶性表型的细胞中不起 关键功能。Lauwers 等[14 采用单克隆抗体 124 监测正常、萎缩性胃胃炎及异型增生胃粘 膜，发现正常胃粘膜仅在胃小凹和腺体交接处增生的干细胞中有 bcl-2 蛋白的微弱表达， 而在肠化生粘膜的过增生区域及胃小凹表面分化不良的细胞中均可检测到 bcl-2，这些分 化不良的细胞正是胃癌癌前病变的一个重要特征。因此推测，胃粘膜受损伤后增生加快， 导致一些分化不良的细胞出现，这些分不良的细胞又因为 bcl-2 蛋白的过表达而逃避细胞 凋亡，呈现生长优势，细胞寿命延长，基因受损、变异积累的机会均增加，为进一步向恶 性细胞转化提供了条件。但是最近的探究表明，虽然肠化胃粘膜中有 bcl-2 表达增高，但 两者并不相关[15。可能肠化胃粘膜仅仅是胃粘膜受损后的异常修复，而并不一定是恶性 程度增加的表现，这和临床上对胃粘膜肠化患者的随访发现部分患者病变可以减退或消失 相符合。胃癌发生中 bcl-2 原癌基因激活的机制仍不明。 4 生长因子受体类 原癌基因 c-erbB-2 位于染色体 17q31q21，编码分子量为 18kD5kD 的 p18kD5 跨膜蛋白， 后者是一种类似于表皮生长因子受体的膜蛋白，可和表皮生长因子样物质结合，促进细胞 分裂、增生和转化。该基因可通过扩增和蛋白产物的过表达参和肿瘤的发生、发展，并和 预后有关。Wittekind 等[16 发现，在胃癌组织四周的肠化、异型增生胃粘膜中即有 cerbB-2 表达的明显增加，且癌前病变细胞和胃癌细胞中 c-erbB-2 分布不同，前者分布于 胞浆，后者分布于胞膜，在癌前病变的细胞膜上未检出 c-erbB-2 的表达。c-erbB-2 表达 增加可促进细胞增殖，p18kD5 蛋白仅出现于癌细胞细胞膜上的特征可作为监测胃粘膜细胞 恶性变的一个分子病理学标记。 表皮生长因子受体（EGFR）是原癌基因 c-erbB-1（也称 HER-1）的表达产物。cerbB-1 基因位于 7q31p,编码分子量为 17q310kDkD 的 EGFR。EGFR 具有酪氨酸蛋白酶活性，和 表皮生长因子（EGF）或转化生长因子（TGF-α）结合后，可以激活核内一些调控基因表 达的蛋白质，促进细胞分裂、增生。胃粘膜上皮的增生有利于粘膜受损后的修复，但过度 的增生也可以促进胃粘膜上皮细胞逐步向恶性转化。Filipe 观察到肠化、异型增生的胃粘 膜中均有 EGF 和 GEFR 的过度表达，两者存在相关性，并随军病变进展而表达升高，认为 两者的过表达和胃粘膜的癌变有一定关系[17q31。 5 其他 真核生物细胞 DNA 甲基化多发生于胞嘧啶-鸟嘌呤双核苷酸区域（CG）的胞嘧啶 5-C 位上，形成 M5CG，约占此双核苷酸总数的 7q310kD%~90kD%，另有少量的 6-甲基腺嘌呤。 DNA 甲基化参和细胞基因表达的调控，并和 DNA 构象的稳定、基因突变或缺失有关。 Cravo 等[18kD 检测了胃粘膜病变的 DNA 甲基化状况，将胃粘膜组织和甲基化酶及 3H-S 腺 苷蛋氨酸孵育，如 DNA 甲基化水平降低，甲基化酶可将蛋氨酸上的甲基转移至 DNA 上， 结果发现，从正常胃粘膜到浅表性胃炎到萎缩性胃炎，3H-甲基的掺入率逐步升高，存在 统计学意义，而萎缩性胃炎和胃癌相比较，3H-甲基掺入率无明显差异。提示 DNA 甲基化 水平降低发生在胃癌发生的早期阶段。Fang 等[19 也观察到胃癌组织及癌旁外观正常组织 的胃粘膜中存在癌基因 c-myc、c-Ha-ras 的低甲基化，认为癌前病变的早期即有癌基因 的低甲基化出现，是胃粘膜恶性变的一个早期标志，DNA 甲基化水平降低，可以引起基因 结构改变，亦可引起基因表达异常（如癌基因的激活），参和肿瘤的发生发展。DNA 甲基 化水平降低也可作为胃癌癌前病变干预治疗的一个评价指标。但引起胃粘膜细胞 DNA 甲 基化水平降低的原因不明。 由细胞分泌的粘蛋白参和细胞间的粘附和免疫识别，亦和肿瘤的生长相关。Ho 等[20kD 检测正常、肠化生及胃癌的胃粘膜细胞粘蛋白基因表达情况，发现正常胃粘膜表达 MUC1、MUC5、MUC6 粘蛋白，肠化生胃粘膜表达 MUC2 和 MUC3 粘蛋白，而胃癌组 织中则有 MUC3、MUC4 粘蛋白基因的高表达和 MUC5、MUC6 的低表达。胃粘膜癌变过 程中粘蛋白基因的表达变化，可作为一项监测胃粘膜病变发展的指标。Reis[21 从组织学 上对肠化分型后，发现Ⅰ型肠化表达型肠化表达 MUC2 粘蛋白，MUC1、MUC5、MUC6 粘蛋白明显 减少；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达型肠化不仅表达 MUC2 粘蛋白，而且 MUC1、MUC5 粘蛋白和正常相似， 仅 MUC6 粘蛋白稍降低。Ⅲ型肠化不仅表达型肠化粘膜 MUC2 粘蛋白表达高于Ⅱ型。据此推测，Ⅰ型肠化表达和Ⅱ、 Ⅲ型肠化不仅表达型肠化可能存在明显差异，Ⅰ型肠化表达型肠化胃粘膜完全被小肠型粘膜上皮所取代，Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达型肠 化粘膜中不仅存在肠化上皮，也保留了部分胃粘膜上皮。可能Ⅱ型肠化是胃粘膜上皮肠化 生的第一步，假如残留的胃粘膜上皮进一步被肠化上皮所取代，则转变为Ⅰ型肠化表达型肠化，而假 如Ⅱ型肠化上皮分泌的粘液成分发生变化，由中性和酸性粘液变为硫酸粘液，则为Ⅲ型肠化不仅表达型肠 化，恶性度随之增加。这和传统的肠化粘膜发生由Ⅰ型肠化表达→Ⅱ→Ⅲ型肠化不仅表达的观点不同。 人类白细胞抗原又称为主要组织相容性复合体，位于染色体 6q21.3,分Ⅰ型肠化表达、Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达三 个区域，Ⅱ区主要含 DR、DQ、DP 三个亚区，可提呈外源性抗原片断给辅助 T 细胞，引 起体液免疫反应，对机体消除损伤因素等起重要功能。Azuma 等[22 发现，外周血白细胞 HLA-DQA1*0kD10kD2 等位基因出现的频率和幽门螺杆菌感 IVS 染和胃粘膜损伤有明显的相关 性。幽门螺杆菌感染的萎缩性胃炎患者白细胞中，HLA-DQA1*0kD10kD2 等位基因出现的频率 较正常及浅表性胃炎为低。幽门螺杆菌阳性的肠型胃癌 HLA-DQA1*0kD10kD2 等位基因出现 频率的较正常及浅表性胃炎为低，两者相比具有统计学意义，提示 HLA-DQA1*0kD10kD2 等 位基因的表达可能对幽门螺杆菌感染引起的慢性萎缩性胃炎具有阻断性功能，此基因的缺 失可增加幽门螺杆菌相关性胃炎和肠型胃癌的发病率。 微卫星不稳定是 DNA 复制错误引起的 DNA 简单序列改变。复制错误的主要原因是由 于配对错误修复基因功能异常而产生一种缺陷性蛋白质，不能发挥正常调控功能，导致细 胞增生、分化异常，促进癌的形成。Semba 等[23 发现，微卫星不稳定存在于 33%的胃 癌和 33%的肠化生中，提示微卫星不稳定性可能是胃癌发生的早期事件。 另外，染色体的稳定性亦和 DNA 末端的端粒长度有关。正常细胞随着丝分裂的进行， 端粒长度逐渐缩短，短至一定长度，不能维持染色体的稳定，细胞最终衰亡。肿瘤细胞可 因端粒酶的激活而稳定端粒长度，使细胞获得永生化。Kuniyasu 等[24 发现，肠化胃粘 膜及胃癌中均有端粒酶的表达增高，提示端粒酶在胃癌的发生发展过程中可能具有重要功 能，对于肿瘤的早期诊断及猜测具有重要意义。 综上所述，胃粘膜细胞癌变过程中存在多基因的变化及积累。最近，Correa 等[25 认 为，胃粘膜在有害因素功能下产生损伤，粘膜细胞分裂、增生以修复损伤，伴随炎症细胞 的浸润，表现为胃粘膜的炎症。如损伤修复，胃粘膜恢复正常，如损伤不能修复，可启动 细胞凋亡，受损细胞的凋亡对于清除具有遗传缺陷的细胞具有重要意义，但胃腺体尤其是 胃腺颈部干细胞的凋亡则可能引起粘膜萎缩、腺体消失，表现为萎缩性胃炎。有害因素继 续功能，部分胃粘膜细胞可因某种原因逃避凋亡，细胞寿命得以延长，增加了这些细胞进 一步受损机会，胃粘膜经肠化、异型增生逐渐向恶性细胞转化。可以推测，在上述各阶段 表型的变化过程中，必定伴随有基因型的变化。如反映胃粘膜细胞的增殖状态的 c-met 基 因在浅表性胃炎阶段即可激活；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达p53 基因突变和 bcl-2 的激活则和细胞逃避凋亡密切相关；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达 ras 基因的过表达体现了胃粘膜的肠化等等。加强胃粘膜癌变过程中基因型变化的探究可 以为明确胃癌的发生气制提供进一步线索。同时流行病学探究提示，并不是所有的慢性胃 炎都会发展为胃癌，部分肠化、异型增生等病变可以停止发展甚或逆转，但哪些病变会最 终发展为胃癌，从胃粘膜表型上很难做出猜测，对胃癌变过程不同阶段不同基因的表达及 量的异常的探究则有可能为病变的进展提供猜测指标，鉴定出高度胃癌危险的易感患者。 如今虽然对胃癌癌前病变的基因型变化已探究多年，但仍有许多不足，如被检组织的不均 一性，即在癌前病变的组织中有大量的正常组织干扰，影响实验结果。使用的检测方法、 试剂的不同及病例数量过少也引起报道的分岐。国内外探究结果的差异也可能是和国人胃 癌的发生气制和国外存在某些差异有关，故也应加强对胃癌前病变基因型变化的比较探究。 碘缺乏疾病(IDD)IDD)是一种严重危害人类健康的疾病。全世界有 118kD 个国家，15 亿人口 生活在缺碘地区。430kD0kD 万人由于碘缺乏导致智力障碍，1120kD 万人患有克汀病。20kD 世纪 90kD 年代以来，全世界实行普遍食盐碘化(IDD)universalsaltiodization,USI)政策，IDD 得到有 效控制。我国实行 USI 已有 4 年，IDD 的防治成效显著。但近几年来随着碘摄入量增加出 现甲状腺疾病发病率增加的趋向使 USI 政策受到质疑,其中以碘致甲状腺功能亢进症 (IDD)iodine-inducedhyperthyroidism,IIH)的发病率增加最受关注。 一、IIH 的流行病学探究 国内外流行病学探究显示摘要：在碘缺乏地区实行 USI 后 IIH 的发病率明显增加。 1995 年世界卫生组织(IDD)WHO))和国际控制碘缺乏疾病委员会(IDD)ICCIDD)对津巴布韦实行 USI 前后的回顾性调查显示，甲状腺功能亢进症发病率从实行前的 2.8kD/10kD 万人年上升至实行 后的 7q31.4/10kD 万人年；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达1998kD 年奥地利一项有 19 个地区参加、样本为 40kD 余万人的多中心 探究发现摘要：当碘盐浓度从 10kDmg/kg 增加至 20kDmg/kg 时，临床甲状腺功能亢进症和 亚临床甲状腺功能亢进症(IDD)血清 TSH 浓度减低，FT4、FT3 浓度正常)发病率分别增加 36% 和 64%；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达本期发表的上海市一项 2 万余人的回顾性调查发现实行 USI 后，尿碘中位数 (IDD)MUI)从 64.5μg/Lg/L 上升至 231μg/Lg/L，甲状腺功能亢进症的发病率从 11.8kD/10kD 万人年上升 至 31.4/10kD 万人年。目前普遍认为碘缺乏地区实行 USI 后，IIH 的发病率几乎都要增加， 但这种发病率增加是一过性的。通常的发病高峰出现在补充碘盐后的 2～4 年，然后逐步 恢复到补充碘盐前的水平。此时尽管继续补充碘盐，发病率也不再增加。国际上一部分流 行病学调查发现摘要：在非碘缺乏地区实行 USI 一般不会引起 IIH 发病率的增加。去年在 大连市长海县 3 个岛屿的一项 57q310kD0kD0kD 人的适碘地区的调查显示，实行 USI4 年后尿碘中位 数(IDD)MUI)从 17q318kDμg/Lg/L 增加至 360kDμg/Lg/L；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达补充碘盐以前甲状腺功能亢进症的发病率为 10kD.6/10kD 万人年，补碘以后为 13.7q31/10kD 万人年。统计学检验差异无显著性。 最近我们在辽宁省农村完成了一项 MUI 分别为 10kD3μg/Lg/L(IDD)盘山地区)和 37q310kDμg/Lg/L(IDD)彰武 地区)两个地区的临床甲状腺功能亢进症和亚临床甲状腺功能亢进症流行病学对比探究。这 两个地区历史上都是轻度碘缺乏地区。其中盘山地区由于有自产食盐居民未使用加碘食盐；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达 彰武地区从 1996 年起实行普遍食盐加碘。入户问卷调查 1.2 万人口，采集血标本、尿标 本 27q310kD0kD 例。我们发现 MUI 为 10kD3μg/Lg/L 的地区的临床甲状腺功能亢进症的患病率和亚临 床甲状腺功能亢进症(IDD)血清 TSH 浓度减低，FT3、FT4 正常)患病率分别为 4.1‰和 59‰；Ⅱ、Ⅲ型肠化不仅表达MUI 为 37q310kDμg/Lg/L 的地区的临床甲状腺功能亢进症患病率和亚临床甲状腺功能亢进 症患病率分别为 2.7q31‰和 67q31‰。经统计学分析未发现两个地区临床甲状腺功能亢进症患 病率和亚临床甲状腺功能亢进症患病率有显著差别。从问卷调查获得的资料中我们还发现 实行 USI 前后(IDD)1996 年前后)对比，两个地区的甲状腺功能亢进症的发病率都呈现增加的 趋向，但是两个地区的发病率差别并不具显著性。 值得注重的是摘要：碘摄入量增加导致甲状腺功能减退症患病率的显著增加。我们发 现 MUI 为 37q310kDμg/Lg/L 地区的临床甲状腺功能减退症患病率和亚临床甲状腺功能减退症(IDD)血清 TSH 浓度增高，FT3 和 FT4 浓度正常)的患病率是 MUI 为 10kD3μg/Lg/L 地区的 3.3 倍和 2.7q31 倍，在统计学上差异有显著性。导致临床甲状腺功能减退症的主要疾病桥本甲状腺炎、萎 缩性甲状腺炎的患病率彰武地区是盘山地区的 2.3 倍和 2.5 倍。 二、IIH 的病因学探究 人体甲状腺细胞的功能通常受到两种功能相反的因子调节摘要：TSH 和碘化物。TSH 刺激甲状腺细胞合成和分泌甲状腺激素，甲状腺激素通过负反馈机制抑制垂体 TSH 的合成