在分子水平探肿瘤奥秘

中国医学科学院肿瘤医院肿瘤研究所分子肿瘤学国家重点实验室是我国肿瘤基础研究领域的一个开放性研究基地。在中国工程院院士詹启敏的带领下，实验室通过分子生物学、细胞生物学等手段探讨恶性肿瘤发生发展的生物学机制；寻找并确认对我国常见恶性肿瘤的早期诊断、治疗或预后有指导意义的分子标志物；通过转换医学，获得可应用于恶性肿瘤临床分子分型及转归的标志基因谱和蛋白谱，尝试为临床提供信息和技术……


　　细胞周期调控蛋白影响肿瘤侵袭转移

　　肿瘤细胞的基本特征是失控性生长，而失控性增殖的主要原因是细胞周期调控机制的破坏。乳腺癌易感基因BRCA1是细胞周期调控中的关键蛋白。我们研究发现Nlp是BRCA1调控的中心体蛋白，首次证实Nlp是一个癌蛋白，在人类乳腺癌、肺癌和食管癌中有基因扩增和蛋白异常表达，能诱导细胞癌变。Nlp转基因动物能出现自发肿瘤，并增加对电离辐射和化学致癌的敏感性。

　　此外，细胞周期蛋白cyclin B1作为细胞周期重要的调节因子，其异常表达可能导致食管癌的特异性肺转移，是临床食管癌患者预后的指征。细胞分裂期因子Aurora-A表达异常促进食管癌的侵袭转移，是临床食管癌预后不良的重要因素。我们的研究还揭示了Gadd45蛋白调控细胞凋亡和细胞中心体稳定性的功能和机制。　　

　　点评：探索恶性肿瘤基因组不稳定性的本质，针对细胞周期调控异常在基因组不稳定性形成中的生物学作用、细胞癌变和恶性表型发生发展中的分子机理开展的上述原创性研究，将增进对肿瘤发生发展的认识，发现肿瘤早期诊断的分子标志物和研发肿瘤特异性治疗的靶向药物。


　　全基因组关联研究 发现肿瘤易感基因

　　全基因组关联研究是常见复杂性疾病易感基因或致病基因最重要和最热门的方法之一。林东昕教授组织国内多家单位合作开展了我国食管癌、肺癌、胃癌和胰腺癌全基因组关联研究，发现相应肿瘤的新的致病/易患基因或位点，如发现了5个染色体区域的7个变异与食管癌发病相关。其中位于12q24的变异与吸烟或/和饮酒有基因-环境交互作用，变异基因携带者如果吸烟和饮酒，发生食管癌的风险显著上升。该研究还显示，上述易感基因与食管癌风险有累积关联作用，即携带危险变异基因越多，发生食管癌的风险越大。

　　由南京医科大学沈洪兵教授联合多家单位完成的首个中国人群的肺癌全基因组关联研究，运用与食管癌研究相同的技术平台，在大样本的肺癌患者和对照组的对比研究中，发现了4个染色体区域的6个遗传变异与中国汉族人肺癌发病相关，其中3个致病位点为首次报道。随后完成的我国胃癌全基因组关联研究也发现两个新位点与胃癌显著相关。

　　为阐明胰腺癌发生发展的内在原因、寻找早期检测和诊断的生物标记，林东昕教授等联合国内21家单位，在全国25家医院募集了3584名胰腺癌患者和4868名正常者对照，通过全基因组关联研究策略，确定21q21.3、5p13.1等5个染色体区域遗传变异是导致胰腺癌发生的易感因素。发现携带5个危险基因型的个体发生胰腺癌的风险比不携带危险基因型的个体高6倍。　　

　　点评：大多数肿瘤是由基因和环境因素相互作用引起的复杂性疾病。阐明肿瘤的遗传易患因素，尤其是与环境因素有交互作用的易患基因，对肿瘤的预警、预测、预防乃至靶向治疗都有重要的理论和实际意义。单核苷酸多态是决定疾病易患性的重要遗传因素，全基因组关联研究就是运用高通量的芯片技术，比较大样本量的患者与非患者之间整个基因组几百万个单核苷酸变异的频率差异，以发现与疾病或特定表型相关的基因或易患位点。最近几年，国际上肿瘤全基因组关联研究受到极大重视并取得重要进展，发现了至少160多个与各种肿瘤相关的全新易患位点。关于我国食管癌、肺癌、胃癌和胰腺癌全基因组关联研究的4篇论文均于2011年发表在国际顶级学术期刊《自然遗传学》上。这些研究成果不但揭示了食管癌、肺癌等常见肿瘤是多基因参与、遗传和生活方式交互作用引起的疾病，而且对深入了解这些常见肿瘤发生的分子机理、对癌症的预警、早期诊断和靶向治疗有重要意义。

　　环境因素是肿瘤的重要致病因素，然而目前大部分肿瘤全基因组关联研究在评估遗传因素的作用时都忽略了环境因素的影响。因此，对基因-环境相互作用的研究显得非常重要。此外，对整个基因组来说，需要更精细的测序技术发现更多的变异，对于统计学分析来说，采用多种计算模型对数据更加深入挖掘显得十分重要。


　　肿瘤自身抗体 肿瘤早诊新面孔

　　肿瘤自身抗体是一类新型的可在血液中检出的肿瘤标志物：在机体正常细胞发生癌变过程中，其蛋白分子水平异常改变可以作为特定的肿瘤抗原，诱导患者的免疫系统产生IgM和IgG型自身抗体的免疫反应。

　　我们已在肺癌、食管癌、结肠癌、卵巢癌等多种常见恶性肿瘤中针对由特定的肿瘤抗原诱导患者免疫系统产生的血清自身抗体进行了一系列的研究。采用独创改良的SEREX技术，筛选能诱导自身免疫反应的肺癌抗原，我们发现早期肺癌患者和癌前状态个体的血清中存在较高水平的IgM和IgG型自身抗体。进而从中优化确定了含20余种针对肺癌标志抗原的新型IgM+IgG血清自身抗体谱，并以大样本检测证明，这一肿瘤自身抗体谱可以作为分子标志物用于肺癌的早期诊断。若与低剂量螺旋CT影像学技术联合使用，则有可能构建成为更高效的综合检查体系，为尚无临床症状的高危人群的肺癌筛查早诊提供有效实用的新方法。　　

　　点评：早期诊断、正确有效治疗是降低癌症危害的关键；而存在于循环血液中的与肿瘤密切相关的蛋白质是辅助诊断、监测病程、判断预后、指导治疗的重要分子生物学指标（肿瘤标志物）。发生在身体局部组织器官的肿瘤在其发展过程中的分子水平动态改变可体现于循环血之中。然而，由于血液的液体成分血浆／血清中所含蛋白质的高度复杂性，以及技术方法的限制，使得从中找出小分子、低含量的肿瘤标志性蛋白质的难度极大。不同于由肿瘤细胞直接产生并释放的标志性蛋白质，由特定的肿瘤抗原诱导获得的肿瘤自身抗体在恶性肿瘤发展的早期就可以在血液中被检查出来，对于早期诊断肿瘤具有重要意义。


　　早做干预 肝癌可防

　　原发性肝癌（简称肝癌）是源于肝脏上皮细胞的恶性肿瘤。2008年全世界大约有695900人死于肝癌，其中近一半病例是中国人。我国肝癌90%以上为肝细胞癌，其发生主要与慢性持续性乙型肝炎病毒（HBV）感染相关。此外，长期摄入黄曲霉菌污染的食物，增加了慢性HBV感染者发生肝细胞癌的风险。我们联合启东肝癌防治研究所，开展了以下肝癌的综合性预防工作。

　　婴幼儿乙肝疫苗免疫预防接种，控制慢性HBV感染：HBV感染的慢性化主要发生在婴幼儿期感染，2~5岁感染后慢性化的比例为90%以上。因此，婴幼儿期免疫预防接种乙肝疫苗可有效控制慢性HBV感染，进而控制肝癌发生。我们于1983年最早在我国江苏启东地区开展了乙肝疫苗免疫接种预防慢性HBV感染（研究中间点）和肝癌（研究终点）工作。早期随访结果表明，婴幼儿期乙肝疫苗接种对5岁内儿童保护率达到75%以上。

　　明确乙肝疫苗接种后的长期保护作用：我们对婴幼儿乙肝疫苗接种后的长期免疫保护效果进行了研究，确定了早期对乙肝疫苗具有良好免疫应答的个体，具有长期抵抗慢性HBV感染的保护作用，即5岁检测时为抗HBs阳性者，在截至25周岁时无一例成为慢性HBsAg携带者。

　　降低去除黄曲霉毒素暴露量，青少年中肝癌发生率下降：以p53 基因249位点变异作为黄曲霉毒素导致肝癌的分子印迹，在启东肝癌病人中的研究发现，慢性HBV感染者个体黄曲霉毒素累积暴露量在0.13~0.49mg/kg体重时，即导致p53基因249位点变异，肝癌的发生风险增加3.5倍。控制黄曲霉毒素摄入、改善饮水、调整膳食结构等基本生活条件已在启东肝癌高发现场见到了显著的预防效果。现阶段，本地区25岁以上人群未接受新生儿乙肝疫苗免疫注射，截至2009年年底，25～39岁年龄段人群的肝癌死亡率较30年前已有显著下降。　　

　　点评：通过控制慢性HBV感染和降低去除黄曲霉毒素暴露，肝癌在我国的高发将会逐步得以控制。

　　

　　（本组稿件感谢中国医学科学院肿瘤研究所刘芝华教授的支持。）