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大腸中的福爾摩斯:SEPT9基因甲基化導(dǎo)讀:結(jié)直腸癌(CRC)是導(dǎo)致人類死亡的第三大惡性腫瘤,2012年中國新增結(jié)直腸癌患者約40萬人。美國預(yù)防服務(wù)工作組(USPSTF)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)60%的CRC死亡是可以通過定期篩查避免。
常規(guī)的結(jié)直腸癌篩查方法主要有兩種:糞便隱血檢測(gFOBT/iFOBT)和結(jié)直腸鏡篩查。gFOBT檢測結(jié)果易受飲食、藥物和其他因素影響,檢測穩(wěn)定性不夠,靈敏度范圍從33%到75%,變化幅度大。iFOBT檢測的靈敏度和特異性都優(yōu)于gFOBT檢測,但臨床應(yīng)用中常為定性檢測,且隨著樣本存放時間增加其檢出率大大降低。 而結(jié)直腸鏡檢測為侵入性檢測,易導(dǎo)致腸道出血、穿孔和感染,且嚴(yán)重心臟病、心肺功能紊亂、急性腹瀉、潰瘍性結(jié)腸炎等疾病患者和孕婦都不能進(jìn)行腸鏡檢查。上述兩種結(jié)腸癌篩查人群篩查意愿非常低,中國50歲以上人群腸鏡檢查率低于3%,糞便隱血篩查率也低于5%,我們迫切需要更為方便和精確的篩查方法以提升結(jié)直腸癌篩查率。DNA甲基化檢測就應(yīng)運而生,血漿SEPT9基因甲基化是結(jié)直腸癌早期篩查指標(biāo),SEPT9甲基化檢測靈敏度和特異性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于FOBT;檢測樣本為血漿,無需復(fù)雜的樣本處理,操作便利,準(zhǔn)確快速,無侵入創(chuàng)傷,是早期結(jié)直腸癌很有前景的篩查方法之一。 下面我們探討一下這個檢測的臨床機(jī)制和檢測特性: DNA甲基化致癌機(jī)制 DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的一種,基因啟動子甲基化以后基因表達(dá)就會減弱甚至關(guān)閉,相當(dāng)于基因的開關(guān)。惡性腫瘤中基因的開關(guān)多由DNA甲基化調(diào)控,幾乎所有腫瘤中都會伴隨DNA甲基化的異常改變,且常常高甲基化與低甲基化并存。如腫瘤細(xì)胞中抑癌基因啟動子通常為高甲基化,導(dǎo)致抑癌基因表達(dá)受抑制喪失抑癌功能,從而促進(jìn)癌癥的發(fā)生。而低甲基化通常是整個基因組低甲基化或原癌基因啟動子低甲基化,前者導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,促進(jìn)癌變發(fā)生,后者則會激活原癌基因,誘導(dǎo)細(xì)胞癌變。
SEPT9甲基化與結(jié)直腸癌 SEPT9基因有18個轉(zhuǎn)錄本,涉及肌動蛋白動力學(xué)、血管生成、細(xì)胞遷移、細(xì)胞增殖、細(xì)胞形狀和細(xì)胞分裂等多種細(xì)胞生理學(xué)過程。研究發(fā)現(xiàn)在大腸癌組織中SEPT9_V2的啟動子區(qū)域高甲基化導(dǎo)致該基因表達(dá)缺失,表明該基因在大腸癌發(fā)生過程中為抑癌基因。 SEPT9甲基化在腺瘤和結(jié)直腸癌組織中程度差異較大。結(jié)直腸癌樣本中,從CpG島3(CGI3)的核心到5’末端都存在異常甲基化,而腺瘤中CpG3的5’末端沒有甲基化,這表明從腺瘤發(fā)展為結(jié)直腸癌的過程中,甲基化是慢慢擴(kuò)展的。因此,SEPT9甲基化檢測不僅可以特異性區(qū)分結(jié)直腸癌和腺瘤,篩查出結(jié)直腸癌早期患者,大大提高患者的療效和存活率,同時可以根據(jù)甲基化程度判定結(jié)直腸病變分期,便于臨床醫(yī)生制定治療方案. SEPT9甲基化篩查結(jié)直腸癌:穩(wěn)定中不乏靈敏及特異性 SEPT9甲基化檢測篩查CRC的靈敏度及特異性如表1所示,SEPT9甲基化檢測的靈敏度和特異性根據(jù)檢測算法的不同也各有不同。研究發(fā)現(xiàn)SEPT9甲基化檢測的特異性可通過增加重復(fù)檢測次數(shù)而提高。Warrant等人對每個樣本進(jìn)行3次重復(fù)測試,若結(jié)果由其中任何一次實驗(1/3算法)決定時靈敏度高達(dá)90%,特異性為88%。但如果其結(jié)果由2次實驗共同(2/3算法)決定時,其特異性能達(dá)到99%,而靈敏度會降低到76%,若同時由3次實驗決定檢測結(jié)果時(3/3算法)特異性甚至能達(dá)到100%。 對于結(jié)直腸癌篩查而言,保證方法學(xué)的高特異性比高靈敏度更加重要。特異性高可確保真陰性率高,排除大量非癌癥患者。因為一旦沒有排除的非癌癥人群進(jìn)入下一步的確診和治療,將給患者帶來嚴(yán)重的心理負(fù)擔(dān)和不必要的過度治療。同時對于疑似案例可通過多次定期隨訪檢測提高SEPT9甲基化檢測的靈敏度。因此結(jié)直腸癌篩查中,建議臨床采用2/3算法甚至3/3算法(特異性100%),確保篩查方法的特異性 SEPT9甲基化陽性率與CRC分期有關(guān) SEPT9甲基化檢測陽性率隨著結(jié)直腸癌進(jìn)展呈上升趨勢。對結(jié)直腸癌I期檢出率平均約為50%,II期和III期檢出率約為70%,而IV期檢出率幾乎能到100%,同時檢測能保持高達(dá)90%以上的特異性。表2數(shù)據(jù)表明SEPT9甲基化水平與腫瘤惡性程度有關(guān),SEPT9甲基化檢測是結(jié)直腸癌腫瘤和早期診斷(I期和II期)的有效方法。 研究發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸癌早期,如臨床I期和II期,通過外科手術(shù)的治愈率分別為90%和75%。SEPT9甲基化檢測可檢出70%以上的早期結(jié)直腸患者,可大大降低結(jié)直腸癌患者的死亡率。 SEPT9甲基化檢測已經(jīng)證實是早期結(jié)直腸癌篩查很有前景的方法之一,其在臨床應(yīng)用中非常廣泛: 1)可作為有效的結(jié)直腸癌篩查方法; 2)可作為結(jié)直腸癌療效評估和復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的隨訪指標(biāo); 3)可協(xié)助臨床醫(yī)生進(jìn)行結(jié)直腸癌分期和分型; 4)與其他癌癥相關(guān)基因一起作為個性化治療檢測指標(biāo)。 參考文獻(xiàn):Li Y, Song L, Gong Y, et al. Detection of colorectal cancer by DNA methylation biomarker SEPT9: past, present and future[J]. Biomarkers in medicine, 2014, 8(5): 755-769. |