肝癌的表观遗传学特征及其临床意义

史海燕

（延安大学医学院，陕西 延安 716000）

0 引言

肝癌是一种恶性肿瘤疾病，具有发病率高和死亡率等提点，是一种危害极大的恶性肿瘤疾病。一般来说，肝癌可分为原发性肝癌和继发性肝癌两大类，前者是指起源于肝脏的上皮或间叶组织的恶性肿瘤，后者则是起源于其他器官的恶性肿瘤，因转移或继发至肝脏所致的恶性肿瘤疾病。在临床上，继发性肝癌多由结肠癌、直肠癌、胃癌、胆道癌、子宫癌、乳腺癌和肺癌等转移所致。目前，肝癌的病因和确切分子机制尚不明确，但一般认为环境因素和遗传因素是导致肝癌出现的主要原因。张晓梅等学者在《MicroRNAs的表观遗传学调控机制及其在肝癌中的表达特征》一文中的研究结果表明[1]：肝癌发生过程中只有少数癌基因或抑癌基因发生突变，表观遗传学改变能够使导致肝癌发生率的主要原因之一。从这一研究结果中可以看出，肝癌发生过程中表观遗传学改变的重要作用。表观遗传学改变是研究基因表达的学科，其中包含组蛋白修饰、DNA的甲基化和非编码RNA等。程兰芳学者在《miR-483-5p表达水平与肝癌患者相关病理学参数的关联性分析》一文中的研究也指出[2]：肝癌的发生同其他类型肿瘤疾病抑制，都是表观遗传学异常和基因改变共同引发并促进演变而成的。这一研究研究进一步证明了表观遗传学异常同肝癌产生方面密切的联系。目前，在肝癌表观遗传学特征研究方面，DNA甲基化的研究最为深入。为此，本文以肝癌DNA甲基化为切入点，对肝癌的表观遗传学特征及临床意义进行了深入研究，希望通过本文的阐述能够为肝癌的深入研究提供些许帮助，现综述如下。

1 肝癌

肝癌的病因。我国是世界肝癌大国，据统计全球每年新发肝癌患者约有85.4万左右，而我国每年新发肝癌人口则在46.6万左右，可以说我国肝癌患者占全世界总数的50%左右。通过深入分析发现，导致这一现象出现的原因同过量饮酒、肝炎病毒流行和黄曲霉毒素有着直接的关系。众所周知，肝炎--肝硬化--肝癌，被称为肝癌三部曲，由肝炎和肝硬化发展而来的肝癌是首要病因。而饮酒更是导致肝硬化的重要危险因素，我国作为一个人情社会，酒局是成年人人际交往过程中无法绕开的一个环节，也是社会生活中不可避免的过程。并且，近几年随着我国经济的发展，人民工作压力也在不断提升，酒局更是成为交际应酬过程中不可或缺的重要环节。这一现象的出现便导致我国肝癌发生率的急剧提升。并且，肝炎也是导致肝癌发生的主要原因之一。据统计，我国乙肝病毒携带者高达9000万人，其中约有2800万人属于慢性乙肝。肝炎作为导致肝癌出现的重要危险因素，在我国庞大肝炎患者基数下，便导致肝癌成为我国常见的恶性肿瘤疾病。肝炎病毒主要通过血液、母婴和性接触等途径进行传播，我国因医疗卫生行业发展较晚，人们早期往往缺乏充足的肝炎病毒预防意识，这便导致肝炎病毒出现了全国流行，导致我国出现肝炎人口基数十分庞大。而黄曲霉毒素则是由黄曲霉和寄生曲霉等菌株所产生的双呋喃环类毒素，其中存在约20种衍生物，不同的衍生物毒素也不近相同，但普遍存在一定的致癌性。临床研究发现，动物食用黄曲霉毒素污染的饲料后，肌肉、奶、蛋和内脏中便可检出微量的毒素，人类一旦食用该类牲畜，便会导致毒素的累计，从而增强人类患癌概率。有统计发现，粮食收黄芪霉毒素污染严重的地区，肝癌发生率显著高于其他地区。也有学者表明，约有4.6%～28.2%的患者发生肝癌的原因同黄芪霉毒素有着直接的关系。我国南方地区常以玉米为主粮，玉米常受到黄曲霉毒素感染，这便导致广东、附件、广西和江苏等地区为我国肝癌高发区，上述地区居民使用粮食中均存在不同程度的黄曲霉毒素污染。近几年，随着我国经济的发展，人们逐渐注意食品卫生问题，但私家车数量的增多和饮食习惯的改变也成为影响肝癌出现的危险因素。有学者研究发现，汽车尾气及油炸食品中的三四苯丙芘和丙烯酰胺等成为会对肝脏造成严重损害，增加人体患肝癌的概率[3]。从上述研究结果中可以看出，外界患者时影响人类是否出现肝癌的主要原因之一。有研究发现，美国出生并长大的华裔肝癌发生率要比中国出生长大的黄种人低三倍。这一研究结果进一步证明了环境因素在诱发肝癌出现方面的作用。有研究表明，我国肝癌发生率和死亡率均较高，近几年随着医学技术的不断进步其他危重症疾病患者死亡率已明显降低，但因我们对肝癌发病机制认知的不足，肝癌患者生存率并未出现显著提升。从这一研究结果中我们能够发现，加深对于肝癌发病机制的认知，明确肝癌表观遗传学特征，对于肝癌患者的治疗和生存率的提升均有着重要的意义。

2 肝癌的表观遗传学特征

2.1 肝癌与DNA甲基化。在机体肿瘤发生过程中，RB（Retinoblastoma）通路中的INK4a-ARF编码两种细胞周期调控蛋白p16INK4a和p14ARF最为经典。其中，p16INK4a的表达缺失主要因启动子区异常的甲基化所致。一般来说，p16INK4a的启动子区CPG到甲基化率为55%～73%，而肝硬化的异常甲基化率则约为29%，慢性肝炎病毒为23%。TMS1/ASG则是另一种凋亡相关基因，属于细胞核NF-KB的负性调控元件，主要用于NF-KB表达的调控。在肝癌细胞株中，经甲基化酶抑制剂5-AZA和组蛋白去乙酰基酶TSA诱导后激活TMS1转录。TFPI2则是一种Kunitz类型的丝氨酸蛋白酶抑制剂，能够在多种肿瘤细胞入侵过程中起到抑制作用，在甲基化导致表达缺失的肝癌细胞株中，通过甲基化酶抑制剂5aza-cytidine和组蛋白去乙酰化酶抑制剂ESA联合处理能够恢复TFPI2mRNA的表达。在肝癌中，组织金属蛋白酶的甲基化频率则为13%～19%，目前尚未在正常肝组织中发现甲基化。6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶则是另一种重要的DNA修复基因，在肝脏具有高度活性，肝癌中6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶启动子区域甲基化频率约为22%-39%，且肝癌和相应非癌肝组织中均发生甲基化，并多发于肝癌早期[4]。

2.1.1 高甲基化与肝癌：临床研究发现，高甲基化与多种肿瘤的形成有着密切的联系，基因启动子区的CPG岛正常状态下一般处于非甲基化状态，但当其发生甲基化后，便有可能导致记忆转录沉默，从而造成DNA修复基因和抑癌基因等重要基因功能的丧失，致使正常细胞的生长分化调控能力和DNA损伤修复能力减弱，提升机体出现肿瘤的概率。在人体肝脏器官中，氨基甲酰磷酸合成酶属于特有的线粒体内尿素循环限速酶，该抗体常用于临床术后病理研究过程中。有研究将肝癌细胞中转录起始点附近的氨基甲酰磷酸合成酶二核苷酸和第一个内含子内氨基甲酰磷酸合成酶二核苷酸富含区域高甲基化后，发现细胞内的氨基甲酰磷酸合成酶1基因出现沉默或表达水平下调情况，当肝癌细胞经甲基化抑制剂5-氮杂胞苷处理后发现，细胞内的氨基甲酰磷酸合成酶1基因恢复正常。这一研究结果不仅进一步证明了高甲基化与肝癌间的密切联系，还表明氨基甲酰磷酸合成酶1基因氨基甲酰磷酸合成酶二核苷酸高甲基化将成为肝癌潜在的生化标记[5]。

2.1.2 肝癌诊断、预后与DNA甲基化间的关系：DNA甲基化常发生于肝癌早期，当肿瘤组织坏死脱落后，分解的DNA会进入血液循环或唾液、痰液等体液中。因此，体液中是否能够检出肿瘤相关基因甲基化状态便成为肝癌临床诊断的重要依据。

2.2 microRNAs和肝癌。小片段非编码RNA又被称为microRNAs，属于新的调控分子家族，他们能够结合mRNAs的3′端、5′端，端未翻译区并加以识别，从而对不同细胞的增殖、分化和凋亡进行调控，全程参与肿瘤的发生和发展。有研究发现，miRNAs表达分析有助于对其功能的了解，是表明其与疾病间关系的有力证据。另有研究发现，在肝癌样本中，miRNAs表达要高于正常样本。这一研究结果表明，肝癌诊断过程中miRNAs可能成为新的诊断工具。

2.3 肝癌与组蛋白修饰。表观遗传学中组蛋白修饰是重要的组成部分，DNA通过其染色质结构被包裹在真核细胞核中，而染色质的基本单位是核小体，由146对碱基缠绕着两个拷贝的组蛋白H2A、H2B、H3和H4所形成的十面体结构而构成。组蛋白的出现不仅使染色质的核小体N末端突出区域易与其他蛋白间发生相互作用，还提供了固体结构，使多种类氨基酸残基经翻译后修饰发生在组蛋白末端，其中包含精氨酸的乙酰化、泛素化、甲基化和腺苷二磷酸核糖基化。并且，组蛋白翻译后修饰具有动力功能和可逆转特性，能够通过两套具有拮抗作用的酶复合体在特定位点介导相应化学基团的去除或增加。目前，赖氨酸残基的乙酰化是研究最透彻的组蛋白修饰，改修饰功能有组蛋白乙酰化酶执行，在该过程中，可被组蛋白去乙酰化酶逆转。通过研究其他组蛋白修饰发现，赖氨酸残基会发生单甲基化、双甲基化和三甲基化，其功能取决于所修饰的位点。最新研究发现，组蛋白去乙酰化酶抑制剂saha结合甲基化抑制剂5-aza在肝癌生长过程中存在明显的抑制作用。

3 讨论

近几年，随着医学技术的不断发展，肝癌中表观遗传学的应用价值已受到学者们的广泛重视。但是，因研究时间尚短，在肝癌甲基化抑制方面的治疗不甚成熟，相关药物种类、给药途径、剂量和使用时间等方面的问题尚未彻底解决，这需要人们加强对于肝癌表观遗传学的研究，以达到优质肝癌早期诊断，改善治疗方式和优化患者预后的目的。