隨著分子生物學(xué)的理論和技術(shù)的發(fā)展,癌基因和抑癌基因的檢測(cè)已成為腫瘤臨床診斷新一代的標(biāo)志物。
正常細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖是由兩大類基因調(diào)控的,一類是正向調(diào)控信號(hào),主要是起促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖,并且阻止其發(fā)生終末分化傾向,癌的基因起著這一方面的作用,另一類為負(fù)向調(diào)控信號(hào),主要是使細(xì)胞成熟,促進(jìn)終末分化,最后是細(xì)胞凋亡,抑癌基因則在這方面起作用。正常情況下這兩類信號(hào)保持著動(dòng)態(tài)平衡,十分精確地調(diào)控細(xì)胞增殖和成熟。一旦這兩類信號(hào)中有一類信號(hào)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱均會(huì)使細(xì)胞生長(zhǎng)失控而惡變。
癌基因或腫瘤基因是指在自然或?qū)嶒?yàn)條件下,具有潛在的誘導(dǎo)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的基因。在研究逆轉(zhuǎn)錄病毒時(shí)發(fā)現(xiàn),將某些逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因片段嵌入細(xì)胞基因中,并使這些基因迅速地表達(dá),結(jié)果是被嵌入的細(xì)胞呈惡性轉(zhuǎn)變,特別是如果將這些逆轉(zhuǎn)錄病毒進(jìn)入正常細(xì)胞染色體DNA的特定部位,就能很快地改變這些連接部位的基因表達(dá),而使細(xì)胞癌變。從目前的資料分析(表8-9),引起細(xì)胞惡變功能的基因已達(dá)30余種。
表8-9 常見(jiàn)癌基因類腫瘤標(biāo)志物
癌基因 | 細(xì)胞株或原發(fā)腫瘤 | 相關(guān)腫瘤 |
N-myc | 細(xì)胞株 | 神經(jīng)母細(xì)胞瘤、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、肺癌(小細(xì)胞) |
原發(fā)腫瘤 | 神經(jīng)母細(xì)胞瘤、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、橫紋肌肉瘤 | |
C-erb-2 | 原發(fā)腫瘤 | 胃腺癌、腎腺癌、乳腺癌 |
m.zxtf.net.cn/shiti/N-ras | 細(xì)胞株 | 胃腺癌 |
C-myc | 細(xì)胞株 | 乳腺癌、胃腺癌、肺癌(巨細(xì)胞) |
原發(fā)腫瘤 | 急性粒細(xì)胞白血病、結(jié)腸腺癌 | |
H-ras | 細(xì)胞株 | 黑色瘤 |
原發(fā)腫瘤 | 膀胱癌、皮膚鱗癌 | |
K-ras | 細(xì)胞株 | 結(jié)腸癌、骨肉瘤 |
原發(fā)腫瘤 | 膀胱癌、胰腺癌、卵巢癌 |
(一)ras基因家族及其表達(dá)產(chǎn)物
1980年Langbcheim等通過(guò)基因轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了與Harvery及Kristein小鼠肉瘤病毒相似的細(xì)胞癌基因,即c-Ha-ras(1)基因,定位于第11號(hào)染色體的11p15區(qū);c-Ha-ras(2)基因?yàn)閭位颍╬seudogene),定位于X染色體上;c-Ki-ras(1)基因?yàn)閭位颍ㄎ挥诘?號(hào)染色體6p11-p12區(qū)。Ras基因編碼產(chǎn)物為p21ras蛋白,其本質(zhì)為膜相關(guān)的G蛋白,具有GTP酶的活化性,參與信號(hào)傳導(dǎo)。
當(dāng)機(jī)體發(fā)生腫瘤時(shí),編碼p21ras蛋白的第12、13及61位氨基酸的核苷酸可以發(fā)生點(diǎn)突變,突變型的p21ras蛋白不具有GTP酶活化,無(wú)法使GTP水解為GOP。另外尚可在腫瘤中發(fā)現(xiàn)p21ras蛋白表達(dá)過(guò)度。
⒈可用于ras基因檢測(cè)的方法
⑴PCR-SSCP(單鏈構(gòu)象多態(tài)性,singlestrandcomformatinpolymorphism)、DGGE(變性梯度凝膠電泳,denaturedgradientgelelectrophoresis)、PCR-ASO(等位基因特異性寡核苷酸雜交,allelespecificoligonucleotide)和測(cè)序技術(shù)(sequencing):探測(cè)點(diǎn)突變。
⑵免疫組織化學(xué):用RAP-5單抗。
⑶Southern印跡法及Northern印跡法。
⑷ELISA法及Western印跡法。
⒉ras基因家族與腫瘤的關(guān)系(表8-10)
表8-10 ras基因家族與腫瘤的關(guān)系
腫瘤類型 | 臨床意義 |
乳腺癌 | c-Ha-ras基因mRNA水平升高與惡性腫瘤進(jìn)展期中p21ras水平相關(guān) |
結(jié)直腸癌 | 50%的腫瘤出現(xiàn)c-Ki-ras 基因點(diǎn)突變 |
肺癌 | 20%-30%腫瘤出現(xiàn)ras基因家族成員點(diǎn)突變,其中c-Ki-rad基因點(diǎn)突變與預(yù)后不良相關(guān) |
胰腺癌 | 90%左右的腫瘤出現(xiàn)c-Ki-ras基因點(diǎn)突變 |
胃癌 | 在惡性腫瘤中p21表達(dá)水平明顯升高,c-Ha-ras基因編碼第12位氨基酸突變與腫瘤轉(zhuǎn)移及預(yù)后不良相關(guān) |
髓性白血病 | 10%-50%的腫瘤中出現(xiàn)c-N-ras基因突變 |
膀胱癌 | 部分病例可出現(xiàn)c-Ha-ras基因點(diǎn)突變及p21ras表達(dá)過(guò)度 |
(二)myc基因家族及其表達(dá)產(chǎn)物
1997年Duesberg等發(fā)現(xiàn)myc癌基因與禽類MC29病毒具有相似性。Myc基因家族共有6成員:c-myc、N-myc、L-myc、P-myc、R-myc及B-myc。其中c-myc、N-myc及L-myc與一些人類腫瘤相關(guān)。c-myc定位于第8號(hào)染色體的8q24區(qū),其編碼產(chǎn)物為439個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)。N-myc定位于第2號(hào)染色體的2p23-p24區(qū),其產(chǎn)物為456個(gè)氨基酸殘基蛋白質(zhì)。L-myc定位于第1號(hào)染色體的1p32區(qū),編碼產(chǎn)物為364個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)。以上蛋白產(chǎn)物定位于核內(nèi),為核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,能夠與特殊的DNA順序結(jié)合,當(dāng)機(jī)體發(fā)生腫瘤時(shí),myc基因家族成員可以發(fā)生染色體基因易位、基因擴(kuò)增以及表達(dá)過(guò)度。
⒈可用于myc基因檢測(cè)的方法
⑴標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞核型分析:基因易位。
⑵原位雜交:ELISA法。
⑶Southern印跡法及Northern印跡法。
⑷RT-PCR方法。
⒉myc基因家族成員與腫瘤的關(guān)系(表8-11)
表8-11 myc基因家族成員與腫瘤的關(guān)系
腫瘤種類 | 臨床意義 |
神經(jīng)母細(xì)胞瘤 | 在20%的腫瘤中有N-myc基因擴(kuò)增 |
N-myc基因擴(kuò)增是預(yù)后的預(yù)測(cè)因子 | |
Burkitt"s淋巴瘤 | 幾乎100%的Burkitt淋巴瘤病人均有c-myc基因易位,主要有三種表現(xiàn)形式:①與免疫球蛋白重鏈位點(diǎn)易位:t(8;14)(q24;q23);②與免疫球蛋白κ輕鏈位點(diǎn)易位:t(8;14)(q24;q23);③與免疫球蛋白γ輕鏈位點(diǎn)易位:t(8;22)(q24;q11): |
急性T細(xì)胞性白血病 | 部分病例可見(jiàn)c-myc基因易位,表現(xiàn)為:t(8;14)(q24;q11) |
乳腺癌 | 6%-57%的腫瘤中可見(jiàn)c-myc基因擴(kuò)增。c-myc基因mRNA水平升高與預(yù)后不良相關(guān) |
結(jié)直腸癌 | 10%-20%的腫瘤中可見(jiàn)c-myc基因擴(kuò)增 |
鱗狀細(xì)胞癌 | c-myc基因擴(kuò)增與進(jìn)展期腫瘤相關(guān) |
小細(xì)胞肺癌 | 30%腫瘤可見(jiàn)L-myc基因過(guò)度表達(dá) |
視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤 | 均見(jiàn)N-myc基因擴(kuò)增,卻與腫瘤預(yù)后無(wú)關(guān) |
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 | 均見(jiàn)N-myc基因擴(kuò)增,卻與腫瘤預(yù)后無(wú)關(guān) |
宮頸癌 | c-myc過(guò)度表達(dá)與預(yù)后不良相關(guān) |
(三)表皮生長(zhǎng)因子受體
1984年Downward研究發(fā)現(xiàn)表皮生長(zhǎng)因子受體與C-erb-B具有相似順序,首先提出具有致癌潛能。
EGFR基因定位于第7號(hào)染色體上,編碼產(chǎn)物為P170的糖蛋白,屬于受體型酪氨酸蛋白激酶,能夠與表皮生長(zhǎng)因子及其他配基結(jié)合。當(dāng)機(jī)體發(fā)生腫瘤時(shí),往往發(fā)現(xiàn)EGFR的過(guò)度表達(dá)。
⒈可用于EGFR的檢測(cè)方法
⑴競(jìng)爭(zhēng)配基結(jié)合分析(competitiveligand-bindingassay)。
⑵體內(nèi)顯象:用111煙標(biāo)記的針對(duì)EGFR的單克隆抗體。
⑶Northern印跡法及Western印跡法。
⒉表皮生長(zhǎng)因子受體與腫瘤的關(guān)系(表8-12)EGFR的過(guò)度表達(dá)與許多臨床腫瘤
表8-12 表皮生長(zhǎng)因子受體與腫瘤關(guān)系
腫瘤類型 | 臨床意義 |
乳腺癌 | EGFR表達(dá)過(guò)度見(jiàn)于21-33%的腫瘤中,過(guò)度表達(dá)與預(yù)后不良及短期復(fù)發(fā)相關(guān) |
神經(jīng)膠質(zhì)瘤 | EGFR表達(dá)過(guò)度與基因擴(kuò)增相關(guān),在一些情況下EGFR的EGF結(jié)合區(qū)截?cái)?/td> |
膀胱癌 | 87%的侵襲性腫瘤中有EGFR過(guò)度表達(dá),EGFR過(guò)度表達(dá)與腫瘤分期相關(guān) |
肺癌 | 52%-80%非小細(xì)胞性肺癌中有EGFR過(guò)度表達(dá) |
過(guò)度表達(dá)與預(yù)后不良相關(guān) | |
卵巢癌 | 49%-64%的腫瘤出現(xiàn)過(guò)度表達(dá),并與預(yù)后不良相關(guān) |
食管癌 | 38%-47%的腫瘤出現(xiàn)過(guò)度表達(dá),并與預(yù)后不良相關(guān) |
密切相關(guān),尚有研究表明與一些腫瘤的預(yù)后也有一定相關(guān)。
機(jī)體中有一類對(duì)正常細(xì)胞增殖起負(fù)調(diào)節(jié)作用的基因稱為抑癌基因(表8-13)。當(dāng)這類基因丟失、失活或變異時(shí),往往會(huì)促使細(xì)胞失控而呈惡性生長(zhǎng)。
表8-13 常見(jiàn)抑癌基因類腫瘤標(biāo)志物
抑癌基因 | 染色體 | 相關(guān)腫m.zxtf.net.cn/rencai/瘤 |
RB | 13q14 | 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、骨肉瘤、乳腺癌、肺癌 |
WT1 | 11p13 | Wilms腫瘤 |
NF-1 | 17q11.1q | 神經(jīng)纖維瘤 |
DCC | 13q21.3 | 結(jié)腸癌 |
P53 | 17q21-1q | 肺癌、結(jié)腸癌、胃癌 |
Erb-B-2 | 7p | 乳腺癌 |
(一)RB基因及其表達(dá)產(chǎn)物
1986年Friend等成功地克隆了RB基因。RB基因定位于第13號(hào)染色體的13q14區(qū),共有27個(gè)外顯子,26個(gè)內(nèi)含子,DNA長(zhǎng)度約200kb。其編碼的蛋白質(zhì)產(chǎn)物為p110。
RB蛋白磷酸化為其調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)分化的主要形式,細(xì)胞G1/S其RB蛋白磷酸化受周期依賴性激酶cdk2調(diào)節(jié)。在腫瘤細(xì)胞中突變的RB蛋白失去了同核配體結(jié)合的功能。當(dāng)機(jī)體發(fā)生腫瘤時(shí),RB基因的主要變化形式有:缺失、突變、甲基化、表達(dá)失活及與病毒和細(xì)胞癌蛋白結(jié)合引起功能性失活。
⒈可用于RB基因檢測(cè)的方法
⑴PCR-SSCP、DGGE、PCR-ASO及測(cè)序技術(shù):檢測(cè)點(diǎn)突變。
⑵PR-PCR、PCR。
⑶PCR-RFLP限制片段長(zhǎng)度多態(tài)性(restrictionfragmentlengthpolymorphism)。
⒉RB基因與腫瘤的關(guān)系
⑴RB基因突變約見(jiàn)于40%的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。
⑵RB基因還與成骨細(xì)胞肉瘤、軟組織肉瘤、小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、前列腺癌、食管癌及膀胱癌有關(guān)。
⑶近期研究表明RB基因還與卵巢癌有關(guān)。
(二)p53基因及其產(chǎn)物
1981年Crawford等發(fā)現(xiàn)了p53基因,并認(rèn)為其為癌基因。以后Hinds、Finlay等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)傳染了myc或ras癌基因的細(xì)胞中,若存在野生型p53基因,則出現(xiàn)生長(zhǎng)抑制。因此提出p53基因?qū)儆谝职┗颉?/p>
P53基因定位于第17號(hào)染色體17p13區(qū),由11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子組成,編碼393個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)即p53蛋白。p53的功能為轉(zhuǎn)錄因子,生物學(xué)功能為G1期DNA損壞的檢查點(diǎn)。人類腫瘤中P53基因突變主要在高度保守區(qū)內(nèi),以175、248、249、273、282位點(diǎn)突變率最高,不同種類腫瘤其突變類型不同。另外p53變化形式還有缺失、基因重排與腫瘤病毒癌蛋白結(jié)合而失活。
⒈可用于p53基因檢測(cè)的方法:同RB基因檢測(cè)方法。
⒉p53基因與腫瘤的關(guān)系(表8-14)
表8-14 p53基因與腫瘤的關(guān)系
腫瘤類型 | 臨床意義 |
乳腺癌 | 40%有p53突變,9%病人血清有p53蛋白 |
結(jié)腸癌 | 50%-86%表現(xiàn)p53突變 |
肺癌 | 45%-70%p53水平升高,57%的小細(xì)胞肺癌過(guò)度表達(dá)p53 |
食管癌 | 35%-44%有p53突變 |
肝癌 | 50%有p53點(diǎn)突變 |
膀胱癌 | 61%有p53基因突變 |
慢性髓性白血病 | p53表達(dá)的抑制調(diào)節(jié)造血細(xì)胞增殖 |
胃癌 | 37%的腫瘤有p53基因突變 |
非霍奇金淋巴瘤 | 61%病例有p53蛋白增加 |
宮頸癌 | <10%的病例有p53基因突變 |
甲狀腺癌 | 約24%的腫瘤中有p53基因突變 |
神經(jīng)纖維肉瘤 | 30%的腫瘤有p53基因突變 |
腦腫瘤 | <10%的腫瘤有p53基因突變 |
卵巢癌 | 50%的腫瘤有p53基因突變 |
骨肉瘤 | 33%-76%的腫瘤有p53基因突變 |