鼻咽癌诱导化疗敏感基因的研究进展

游冬玲 龙恩 路顺 徐鹏 王树斌 郎锦义，

作者单位：646000 泸州 1西南医科大学附属医院肿瘤科；610041 成都 2四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心，电子科技大学医学院

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）是一种起源于鼻咽部黏膜上皮的恶性肿瘤，早期临床症状不明显，大部分患者确诊时已为局部晚期［1-2］。目前局部晚期NPC的推荐治疗方案为放化疗综合治疗［3］。诱导化疗作为综合治疗的一部分具有重要地位［4］，但部分患者因对化疗不敏感并不能从中获益。随着肿瘤分子生物学以及基因功能研究的不断深入，个体基因差异被认为是影响化疗药物敏感性的重要因素［5］。近年来，为了进一步提高NPC患者生存率，学者们开始积极探索诱导化疗敏感相关基因，以期寻找有效的预测指标，为后续个体化治疗提供有价值的信息。本文就NPC诱导化疗敏感相关基因的研究进展进行综述。

1 DNA修复相关基因

DNA修复过程极其复杂，其途径主要包括切除修复、重组修复、错配修复等，其中切除修复又分为碱基切除修复和核苷酸切除修复。目前研究显示，碱基切除修复途径中的X线修复交叉互补蛋白1（X-ray repair crosscomplementing 1，XRCC1）、核苷酸切除修复基因中的切除修复交叉互补基因1（excision repair crosscomplimentation group 1，ERCC1）和G 组着色性干皮病（xeroderma pigmentosum group G，XPG）基因等与NPC诱导化疗相关。顺铂及包括以铂类为基础的双药或三药联合是NPC患者诱导化疗常用的药物。顺铂主要通过DNA交联杀死肿瘤细胞，但DNA修复基因功能的改变可能会影响其修复能力和患者对顺铂的反应。而DNA修复能力增强也是此类药物产生耐药性的重要原因之一［6］。

1.1 碱基切除修复途径相关基因

XRCC1是碱基切除修复途径的重要一员［7］，位于染色体19q 13.2～13.3上，该基因最常见的3个单核苷酸多态性分别为Arg194Trp、Arg280His和Arg399Gln，既往研究表明，XRCC1广泛参与DNA损伤后的单链断裂修复和碱基切除修复［8］，其基因多态性也与NPC易感性相关［9-10］。另有研究报道XRCC1 rs25489在放疗结束时与原发肿瘤疗效呈负相关［11］。通过检测NPC患者外周血DNA中XRCC1 codon194和codon399的单核苷酸多态性，发现XRCC1 codon399中Gln/Gln基因型携带患者化疗敏感度显著提高，是Arg/Arg基因型携带者的3.500倍（P＜0.05），说明XRCC1基因的多态性可能成为NPC患者铂类化疗敏感性的预测因子［12］。因此，XRCC1基因多态性不仅与NPC易感性有关，在预测NPC诱导化疗敏感性中也显示了一定作用。

1.2 核苷酸切除修复途径相关基因

核苷酸切除修复途径（nucleotide excision repair，NER）是DNA损伤修复的主要途径之一，也是识别修复铂-DNA加合物的主要通路，与铂类药物耐药性密切相关［6］。铂类药物通过共价结合到基因组DNA上，形成铂-DNA加合物，引起DNA合成障碍，引发核苷酸的替换、缺失、染色体重排，从而诱导细胞凋亡。因此，若DNA受损被及时修复，会引起细胞对铂类药物耐药［6，13］。

1.2.1 ERCC1 ERCC1位于染色体19q13.32，在DNA损伤切除过程中的5'端起切割作用［14］。有研究发现，ERCC1是核苷酸切除修复系统最关键的基因，其过度表达可使停滞在G2/M期的损伤DNA迅速修复，进而导致其对顺铂耐药［15］。在以铂类药物为基础的头颈部鳞状细胞癌治疗中，ERCC1蛋白作为预后和预测因子已被广泛研究［16］。一项共纳入21篇文献，2921例NPC患者的Meta分析［17］报道，ERCC1高/阳性表达患者治疗后客观缓解率较差，生存率较不表达者低，提示ERCC1可作为预测NPC患者治疗反应和生存预后的潜在生物标志物。在一项纳入76例未分化NPC患者的前瞻性研究分析了ERCC1表达与接受顺铂单药同期放化疗疗效及远期生存率的关系，结果显示，ERCC1在42.1%的病例中表达，ERCC1阳性组和ERCC1阴性组的治疗有效率分别为75.0%和97.7%（P＜0.05），并且ERCC1阳性组1年、2年和3年生存率均有提高（P＜0.05）［18］。此外，曹轶林等［19］研究发现ERCC1在局部晚期NPC患者中低表达，且ERCC1表达与化疗疗效呈负相关。而在另一项纳入205例接受顺铂同步放化疗的局部晚期NPC患者的回顾性研究中，治疗敏感患者ERCC1的表达明显低于治疗耐药患者。该研究也显示ERCC1表达是NPC患者预后的独立预测因子［20］。综上所述，ERCC1可能是NPC潜在的预后预测指标，对接受顺铂单药同步放化疗的患者治疗敏感性及预后的预测作用已在多个研究中得到了证实，但是其对基于铂类化疗药物的诱导化疗的相关研究仍有限，因此铂类联合其他药物时是否具有协同或拮抗作用需进一步验证。

1.2.2 XPG XPG也被称为ERCC5，是核苷酸切除修复通路中主要的基因之一。XPG在核苷酸切除修复途径中主要负责修复位于DNA 3'端的损伤，对XPF/ERCC1复合物介导的DNA 5'端的损伤也有修复作用［21-22］。一项纳入27 098例癌症病例和30 535名健康对照者的Meta分析表明XPG rs17655 G＞C多态性可增加患癌风险［23］。既往也有研究显示XPG及其多态性与胃癌、卵巢癌等多种癌种的铂类药物化疗疗效有关［24-26］。孙哲［27］对XPG在NPC中的作用进行了探索，对NPC患者行2个周期顺铂+氟尿嘧啶方案诱导化疗，结果表明rs2296147 CT+CC和rs2094258AG+GG基因型的NPC患者对顺铂化疗敏感。由此可见，XPG基因多态性有助于在NPC患者中预测铂类化疗敏感性，但XPG在NPC领域的研究仍少见，其作用仍需进一步研究探索。

2 癌症相关基因

目前研究较多的NPC化疗敏感性相关癌基因主要为c-Fos基因和B细胞特异性的Moloney小鼠白血病病毒整合位点1（B-cell-specific moloney leukemia vi-rus insert sitel，BMI-1）基因。c-Fos基因属于原癌基因，是一个由多种信号分子调控的即时早期基因的原型［28］，能在外界刺激作用下瞬间激活［29］。生理状态下c-Fos蛋白作为AP-1转录蛋白的重要组成，参与调节细胞的生命过程，主要发挥核对第三信使以及“管家基因”的作用，可以调整细胞在不同状态下的基础代谢率。在病理状态下，c-Fos基因的异常表达与肿瘤细胞增殖分化、凋亡以及侵袭、转移密切相关［30］。有研究显示，过表达c-Fos的头颈部鳞状细胞癌细胞株可增强上皮-间充质转化和干细胞相关标志表达［31］。在NPC研究中也发现c-Fos高表达患者对紫杉醇化疗敏感性较c-Fos低表达患者明显降低，而肿瘤进展率明显升高，但总生存率无显著差异［32］。因此，c-Fos可能与肿瘤进展及紫杉醇耐药有关，其作为NPC诱导化疗敏感性的预测因子值得进一步研究。

BMI-1基因是公认的癌基因，属于多梳基因家族抑制复合体（polycomb repressive complexl，PRCl）成员，在NPC细胞系中高表达［33-34］。BMI-1可影响肿瘤生长、增殖、迁移、侵袭、集落形成能力、转移及体内化疗耐药性［35-36］。有研究报道，转录激活因子样效应核酸酶介导的钙黏蛋白E（E-cadherin）和BMI-1联合干预能有效抑制NPC细胞的体外迁移和侵袭［37］。XU等［38］研究发现CD44+NPC干细胞在顺铂或氟尿嘧啶化疗下细胞增殖、集落形成、迁移和侵袭能力均显著降低，说明BMI-1可能在CD44+NPC肿瘤干细胞的化疗敏感性中发挥重要作用。另有体外实验表明干扰BMI-1能增强肿瘤细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性，且该效应与通过PI3K/AKT途径促进5-氟尿嘧啶诱导的细胞凋亡有关［39］。由此认为，BMI-1可能对NPC诱导化疗的常用药物氟尿嘧啶、顺铂的敏感性有预测作用，是NPC化疗耐药的潜在新靶点。

3 PinX1

在真核细胞中，Pin2/TRF1结合蛋白X1（PIN2/TERF1-Interacting Telomerase Inhibitor 1，PinX1）是重要的内源性端粒酶抑制因子。端粒酶抑制结构域（telomerase inhibitory domain，TID）位于其C末端，TID结构域中的254-328aa区域特异性结合Pin2/TRF1，这种相互作用在端粒的稳定中起作用。并且PinX1是唯一能直接与端粒酶结合的端粒结合蛋白，可抑制端粒酶活性，缩短端粒长度，从而诱导细胞凋亡，抑制肿瘤生长［40-41］。PinX1在人体正常组织中广泛存在，但在大多数肿瘤组织包括乳腺癌、肺癌、NPC等组织中低表达或表达缺失［42-44］。而PinX1过表达可增强NPC细胞对顺铂的化疗敏感性，其分子机制可能是通过下调NPC细胞端粒酶活性、抑制B淋巴细胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和亮氨酸反应调节蛋白（leucine response regulatory protein，LRP）实现［45］。SHEN等［46-47］发现PinX1在NPC中通过下调CD133+CSCs中的端粒酶活性，抑制NPC细胞的增殖、迁移和侵袭，诱导凋亡。随后LIU等［48］也研究证实EB病毒（epstein-barr virus，EBV）通过LMP1-NF-κB-PinX1轴降低NPC细胞中PinX1的表达，从而上调NPC端粒酶活性。目前也有研究显示PinX1过表达在结直肠癌中可通过诱导细胞凋亡提高5-氟尿嘧啶药物的敏感性［49］。总之，PinX1有明确的机制可增强NPC患者诱导化疗药物中顺铂的敏感性，其低表达是NPC患者使用顺铂化疗耐药的预测因子。

4 EphA2

受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTKs）是最大的一类酶联受体。而促红细胞生成素产生的肝细胞受体A2（erythropoietin production of hepatocyte receptor A2，EphA2）是RTKs的重要一员，其基因同源性较高且在人体内分布广泛［50］。EphA2通常在多种恶性肿瘤中异常表达，在肿瘤血管形成、肿瘤细胞增殖、侵袭和转移过程中发挥重要作用［51］。LI等［52］利用内源性EphA 2基因敲除细胞，建立了外源性EphA2和丝氨酸897（pS 897-EphA2）稳定表达的NPC细胞系，结果显示EphA2与NPC转移呈正相关，与患者整体生存呈负相关；随后pS897-EphA2通过激活AKT/STAT 3/Sox-2和c-Myc信号通路，对EphA2依赖的NPC细胞侵袭、转移和干细胞特性产生重要作用。既往研究也报道了其他相关信号通路，如MOYANOGALCERAN等［53］发现在顺铂和卡铂化疗过程中诱导的ERK1/2-RSK1/2-EphA2-GPRC5A信号开关与癌细胞内在性和获得性化疗耐药相关。WANG等［54］报道EphA2过表达提示NPC患者对紫杉醇耐药，且通过PI3K/AKT/GSK-3β介导的信号通路调控NPC细胞对紫杉醇的敏感性。此外，EphA2还能通过自噬作用、P-糖蛋白调控NPC对紫杉醇的敏感性［55-56］。因此认为，EphA2可能是NPC侵袭和转移的潜在预测因子，且与顺铂、卡铂、紫杉醇等化疗药物的耐药性有关。

5 ABCC2

长期使用铂类药物可能会使肿瘤细胞产生极强的耐药性，从而致使药物剂量增加且不能改善治疗效果，还可能导致严重的并发症。耐药通常由多药耐药相关基因介导，如有研究报道多药耐药相关蛋白2（ATP binding cassette subfamily C member 2，ABCC2）在多种肿瘤中过表达，且可能影响肿瘤治疗过程中药物及其代谢物的处置［57］。还有研究显示ABCC2单核苷酸突变可能影响其表达水平或功能活性，进而影响底物药物或有毒物质的吸收、分布和排泄［58］，但以上研究结果仍存在一定局限性和争议。一项前瞻性研究纳入84例NPC患者，其中化疗敏感组的ABCC2高表达率显著高于不敏感组（65%vs 34%，P＜0.01），提示ABCC2表达与化疗效果有关。谢思明［59］使用顺铂诱导CNE2细胞12个月（CNE2/DDP）后，CNE2/DDP细胞对顺铂的耐药性增加了2.63倍，逆转后降为1.63倍；但使用顺铂+5-氟尿嘧啶联合诱导CNE2细胞12个月（CNE2/DDP+5-氟尿嘧啶）后，CNE2/DDP+5-氟尿嘧啶对顺铂的耐药性增加了5.35倍，逆转后降为4.62倍；其PCR法检测结果显示在耐药株中仅有ABCC2的表达均上调。表明ABCC2的表达与NPC化疗敏感性及DDP耐药关系密切。

6 NEK2

在适宜的条件下，癌细胞能无限增殖，而有丝分裂是其增殖的重要环节。目前已有一些针对有丝分裂纺锤体聚合物的药物可导致有丝分裂检查点功能发生障碍，延滞有丝分裂周期，从而达到抗肿瘤目的。有丝分裂基因A相关激酶2（recombinant never in mitosis gene a related kinase 2，NEK2）是一种细胞周期相关蛋白，在调节有丝分裂过程中起关键作用［60］，并在多种肿瘤类型和癌细胞株中均存在高表达，且与快速复发和预后不良有关［61］。有研究显示，高表达NEK2的NPC患者经紫杉醇加蒽环类药物治疗后，有残留的患者存活率较低，且可能通过激活外排泵诱导耐药性，说明NEK2在调节紫杉烷敏感性方面发挥作用［62-63］。也有研究发现NEK2在Ⅲ～Ⅳ期和复发的NPC患者中过表达，在体内外实验中发现上调NEK2可促进细胞增殖和顺铂耐药性。而下调NEK2则抑制了NPC细胞生长并提高顺铂体外治疗的敏感性［64］。基于目前研究认为，NEK2在NPC诱导化疗中可增强顺铂耐药性，具有潜在的预测作用，但其对紫杉醇的作用仍未明确。

7 其他机制

除以上相关基因外，在NPC诱导化疗药物相关耐药机制中也可能挖掘新的靶点。化学药物可能通过被动转运或主动转运进入细胞，随后与DNA或部分酶相互作用，从而激活细胞凋亡或衰老途径，最终导致肿瘤细胞死亡。而肿瘤细胞为了维持增殖并避免药物的毒性作用，将通过调节细胞凋亡、自噬和衰老降低药物浓度，抑制药物与DNA或酶之间的相互作用，增强DNA修复并避免死亡。通过外泌体构建可育的肿瘤微环境也是肿瘤细胞获得化学抗性的重要策略。此外，EBV在NPC耐药性获取和维持中也起着重要作用。因此，从化疗药物外排、逃逸死亡、DNA修复、上皮-间充质转化途径、CSC途径、非编码RNA、EBV和外泌体等方面寻找预测NPC诱导化疗敏感性的标志物可能是值得探索的方向。

8 小结

综上所述，DNA修复基因（包括XRCC1、ERCC1和XPG）、癌症相关基因（包括c-Fos、BMI-1）、PinX1、EphA2、ABCC2、NEK2等基因已显示出在预测NPC诱导化疗敏感性中的作用，但具体机制尚不明确。从分子水平阐明NPC诱导化疗的耐药机制以及利用分子检测手段预测药物敏感性对提高患者近期治疗疗效以及远期生存率具有重要意义。然而，目前在NPC中运用基因检测预测其化疗敏感性的研究有限，未来仍需进一步研究探索，筛选出更多有效基因，并实现从基因定性到定量准确预测，为NPC患者个体化治疗提供理论依据。