RASSF1A基因在肺癌中的作用分析

范可豪

安徽医科大学第一临床医学院，安徽合肥 230032

肺癌作为中国发病率和病死率最高的肿瘤之一，其发病率和病死率一直居高不下，严重影响了人们的预期寿命和生活质量[1]。肺癌发生机制较为复杂，主要包括DNA损伤、基因组改变、细胞增殖及凋亡的异常[1]。在肺癌发生和发展过程中存在很多抑癌基因突变，其中RASSF1A基因（Ras association domain family 1A gene）的突变最为受人关注。RASSF1A基因参与了肺癌的发生和发展，研究发现，RASSF1A在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者中的阳性表达率低于正常对照[2]，RASSF1A基因启动子高甲基化在NSCLC中高度特异，可用于肺癌的病理诊断[3]，肺癌组织中RASSF1A基因甲基化水平对NSCLC的预后也具有一定的指导意义[4]，本文主要就RASSF1A基因在肺癌的发生、发展和预后中的作用进行讨论和分析。

1 基因的位置和结构

RASSF基因（Ras association domain family，Ras结合域家族）家族包含三种转录本A、B、C，其中转录本A和C几乎在所有正常组织中均表达，2000年Dammann等[5]在研究肺癌时通过酵母双杂交筛选法首次发现了位于人类3号染色体短棒2区第1条带第2亚带（3p21.3）上的RASSF1A基因，RASSF1A基因是最早发现的抑癌基因之一[6]。RASSF1A被认为是一种RAS效应分子，通过Ras结构域与RASGTP结合，诱导细胞凋亡[4]。RASSF1A可以通过多种信号通路的发挥作用[7]。Whitehurst等[8]发现在上皮细胞中RASSF1A能抑制cyclinD1的蓄积从而停滞细胞生长周期G1/S期的进展，进一步的研究表明这种作用主要是通过抑制JNK激酶磷酸化实现的。因为cyclinD1对天然RASSF1A基因活性有影响，所以RASSF1A对cyclinD1的抑制发生在转录后，并且可能在蛋白质翻译水平上发生[9]。研究发现RASSF1A可以控制RhoB鸟嘌呤核苷酸交换因子GEF-H1的活性[10]，RASSF1A基因的不表达可导致GEF-H1失活、Rab11聚集和外泌体释放，这促进支气管和胸膜细胞隧道纳米管（tunneling nanotube，TNT）的形成[11]，而TNT在支气管上皮细胞恶变中发挥着重要作用[12]。

2 RASSF1A基因参与肺癌的发生

研究显示RASSF1A基因可以通过多种途径参与肺癌的发生。突变K-RAS基因同时具有促进肿瘤发生和抑制肿瘤发生的功能，细胞试验发现RASSF1A基因的缺失可能对于RAS介导的肿瘤发生至关重要[13]。不仅如此，因为RASSF1A基因的缺失，炎症通路也受到影响[14]，RASSF1A丢失或RASSF1A敲除小鼠的肺癌细胞中显示炎症相关的细胞因子水平升高[13]，而研究也显示炎症激活在肿瘤发生和发展中起着重要作用[15]。肺癌细胞中的RASSF1A基因失活可导致NDR2激活，GEF-H1磷酸化进一步使得RhoB失活，参与胞质分裂和细胞侵袭缺陷，促进肺癌发生[16]。作为肿瘤抑制基因，RASSF1A在肺癌中经常失活[17]，所以RASSF1A也存在保持其稳定的一些结构和机制。譬如，Circ_0078767保护RASSF1A表达，以此来抑制非小细胞肺癌发生[18]，缺氧也可以通过NOX-1-和蛋白激酶C-依赖的磷酸化促进RASSF1A的稳定，研究还发现RASSF1A在缺氧暴露的原发性肺癌细胞中表达上调[19]。RASSF1A基因也可和其他分子联合作用抑制肿瘤的发生，譬如，RASSF1A基因可结合肿瘤抑制因子DAB2IP蛋白共同抑制RAS诱导的肿瘤发生[20]，RASSF1A复合体可稳定DAB2IP蛋白，增强DAB2IP蛋白的表达，而RASSF1A基因缺失也可导致DAB2IP蛋白的表达水平降低[21]。此外研究还发现RASSF1A基因和调节微管结合蛋白1S（micro associated protein 1S，MAP1S）在非小细胞肺癌组织中均为低表达并且呈现为正相关的关系，后者被认为和细胞自噬相关[22]，进一步研究显示RASSF1A基因通过调节MAP1S使Keap1-Nrf2失活来激活细胞自噬，从而抑制非小细胞肺癌的发生[23]。

3 RASSF1A基因甲基化用于肺癌诊断

肺癌发病隐蔽且缺乏有效的早期筛查手段，超过70%的患者在确诊时已为晚期，错过了最佳治疗时间[24]。早期肺癌和其他多种肺部良性病变均可表现为肺部结节，因此肺癌的早期精准诊断较为困难[25]。为提高早期肺癌诊断的准确性，研究人员从多方面进行研究，表明在肺癌细胞中RASSF1A基因甲基化水平最高，说明RASSF1A基因甲基化水平是可以作为诊断的标志物[26]。目前，最常用的方法是将RASSF1A基因甲基化和SHOX2基因甲基化联合用于早期肺癌检测[27]。SHOX2也称为同源框蛋白Og12X或配对相关同源框蛋白SHOT基因，SHOX2编码的蛋白是同源框基因家族的一员，该家族编码含有代表DNA结合域的60个氨基酸残基[28]。谢斌等[29]研究显示肺癌患者肺泡灌洗液中RASSF1A基因阳性率为61.1%远高于对照组5.7%的阳性率（P＜ 0.05），RASSF1A基因甲基化对不同病理类型的肺癌敏感性不同，灵敏度在小细胞肺癌中最高（78.3%），高于鳞癌（52.9%）和腺癌（53.1%）。一项包含4个研究，涵盖1316例患者的meta分析显示，检测支气管肺泡灌洗液RASSF1A甲基化用于肺癌早期诊断的敏感度为0.72，而特异度为0.95[30]。进一步研究显示检测血浆中RASSF1A基因甲基化水平对诊断肺癌也具有很好的价值（敏感度：64.1%，特异度：92.1%），并且不同组织之间，如血浆、癌组织、支气管肺泡灌洗液的RASSF1A基因甲基化阳性率具有良好的一致性[31]。其他研究也得到了类似的结论，进一步证实了在相对易得组织中检测RASSF1A基因甲基化对于肺癌早期诊断的价值[32-33]。除此之外，也有研究人员发现痰液的RASSF1A基因甲基化检测分析对于肺癌诊断具有较高的准确性[34]，在肺癌患者组和对照组痰液中RASSF1A基因甲基化阳性率对比后发现，前者阳性率明显高于后者[35]，可以作为细胞学检测的补充[36]。

4 RASSF1A基因表达和肺癌预后关系

临床研究显示,相比于良性肺结节患者，早期肺癌患者RASSF1A基因甲基化水平较高[37]，并且肺癌甲基化比例与肺癌临床病理特征相关[38]，这提示RASSF1A基因甲基化不仅可以用于临床分期，而且对预后具有一定的指导意义。在RASSF1A基因与肺癌预后关系研究中，黄英泽[39]的研究发现RASSF1A基因启动子在肺腺癌（OR=36.56，P＜ 0.0001）、肺鳞癌（OR=56.95，P＜ 0.0001）甲基化水平显著高于正常对照组，其中在肺鳞癌（HR=0.51，P=0.003）中RASSF1A基因启动子甲基化患者生存率较非甲基化患者降低。唐华等[40]发现RASSF1A基因甲基化是肺癌患者死亡的独立危险因素（P＜ 0.05）。张卉等[41]对150例NSCLC术后患者的生存研究显示，RASSF1A甲基化患者生存时间显著低于未甲基化患者，在不同的肺癌分期中都有类似的发现。对于Ⅰ期患者而言，分别为58个月vs.80个月（P=0.022），Ⅱ期 患 者 为24个 月vs.80个月（P=0.023），Ⅲa期患者为18个月vs.23个月（P=0.036），进一步多因素分析显示，除TNM分期外，RASSF1A启动子区甲基化状态也是影响NSCLC术后生存期的一个独立因素（RR=1.584，95%CI：1.040～2.411，P=0.032）。Kim等[42]也发现RASSF1A启动子高甲基化与Ⅰ、Ⅱ期患者的预后均有关（P=0.02，P=0.01）。赵球等[43]的研究发现，肺癌患者的RASSF1A甲基化平均水平在病情进展时间点较基线明显上升（49.4%vs.72.3%，P=0.0078），并且血清RASSF1A甲基化水平下降较上升患者有更长的无进展生存期（progression-free-survival，PFS）（中位PFS：10.5个月vs.7.2个月），说明RASSF1A基因甲基化水平升高与病情的加重密切相关。但并非所有的研究都认为RASSF1A基因甲基化水平升高和较差的肺癌预后相关。陆雅春等[44]研究显示，肺癌患者化疗前后RASSF1A甲基化水平无明显差异（P=0.124），并且RASSF1A基因甲基化水平升高的化疗肺癌患者总体生存时间显著长于化疗后水平未升高的患者（P＜ 0.01），但是该研究仅纳入24例肺癌患者，得出不一致的结论可能和病例数目较少有关。

5 结论

肿瘤抑制因子RASSF1A启动子的甲基化与肺癌的发生和发展有着密切的关系。临床试验表明RASSF1A基因甲基化水平可以用于肺癌的诊断和分期，并且和早期复发和生存时间相关，但RASSF1A基因在肺癌发生及发展中的具体机制尚不十分清楚，仍待进一步研究。