核苷酸切除修复系统基因遗传多态与晚期 非小细胞肺癌患者铂类药物敏感性关系

王春英

摘 要：背景与目的: 肿瘤细胞对铂类药物的化疗敏感性与个体的 DNA 损伤 修复能力关系密切, 本研究探讨核苷酸切除修复系统 ( nucleotide excision repair, NER) 的重要成员 XPC、XPD 和 ERCC1 基因的遗传多态与晚期非小细胞肺癌( nonsmall cell lung cancer, NSCLC) 患者对铂类药物敏感性的关系。方法: 对接受含铂 类药物化疗的 200 例晚期 NSCLC 患者进行临床疗效评价。 以聚合酶链-扩增片 段 长 度 多 态 性 ( PCR-AFLP) 和 限 制 性 片 段 长 度 多 态 性 ( RFLP) 的 方 法 检 测 XPCPAT、XPD Lys751Gln ( rs1052559) 和 ERCC1 C8092A ( rs1052559) 多 态 的 基 因 型 , 比较不同基因型与化疗敏感性的关系。结果: 结合疗效情况, XPC-PAT 遗传多态各 基因型在化疗有效组( CR+PR) 和无效组( SD+PD) 中的分布频率差异有显著性。

关键词: 肺肿瘤; 癌, 非小细胞性; 基因遗传变异; XPC; XPD; ERCC1; 药物敏感性

铂类药物是目前临床治疗晚期非小细胞肺癌 ( non-small cell lung cancer, NSCLC) 的常用药物, 其 作用机制在于对肿瘤细胞 DNA 造成损伤, 损伤后 的 DNA 如果能够及时修复则会对铂类药物耐药。 核苷酸切除修复 系 统 ( nucleotide excision repair, NER) 在铂类耐药中起非常重要的作用。XPC在 NER的初始阶段与 HR23B 结合形成复合物, 行使 DNA 损伤识别功能 ; XPD 作为进化保守的 DNA 解 旋酶, 参与核苷酸切除修复和基因转录; 而 ERCC1 则能及时有效地切除受损的核苷酸。目前已经发 现的位于 XPC 基因第 9 内含子的 AT 双核苷酸插 入 /缺失[ poly( AT) , PAT] 多 态、XPD 基 因 第 751 密码子的 Lys/Gln 多态 ( rs1052559) 以 及 ERCC1 基 因 3′-UTR 区 的 8092C /A 多 态( rs1052559) 与基因功能改变有关。为了了解这三个基因多态与 铂类药物化疗敏感性的关系, 我们收集了 200 例采 用以铂类药物为主要药物进行化疗的晚期 NSCLC 患者, 对他们进行近期疗效评价和基因多态性的分 析, 以探讨这个问题。

一、材料与方法

1、研究对象

初 次 治 疗 的 晚 期 NSCLC 患 者 组 织 标 本 200 例, 均来自 2015年至 2017 年, 所有患者经病理学检查确 诊。年龄 30～74 岁, 中位年龄 56 岁。男性 130 例, 女 性 70 例, 均为中国汉族人。200 例中腺癌 143 例, 鳞癌 37 例, 腺鳞癌、肺泡细胞癌及未分类共 20 例; ⅢB 期患者 49 例, Ⅳ期 151 例。所有患者均经 CT 扫描证实具有可测量的肿瘤病灶。血常规、肝肾功 能在正常范围内, 心电图正常, 化疗前功能状态 KPS 评分均>60 分。所有患者均在化疗前抽取静脉 血 4～6 ml, 分离白细胞基因组 DNA 供基因型分析。

2、化疗方案及疗效评价

患者均接受以顺铂 ( cisplatin, DDP) 或卡铂 ( carboplatin, CBP) 为主的方案化疗。采用 DDP 加 长春瑞滨( vinorelbine, NVB) 的 92 例, CBP 加 NVB 的 23 例 , CBP 加 紫 杉 醇 ( paclitaxel, TAX) 46 例 , DDP 加 TAX/多西紫杉醇( docetaxel, TXT) 39 例。具 体用量为: DDP 30 mg /m2 , 第 2～4 天, 或 CBP 曲线 下面积 ( AUC) =4～5 g, 第 1 天; NVB 25 mg /m2 第 1、8 天; TAX 175 mg /m2 , 第 1 天 ( 维 持 3 h) , 或 TXT 60 mg /m2 , 第 1 天( 维持 1 h) 。所有药物均经 静脉滴注。上述各方案每 3～4 周为一周期, 2～3 周 期 后 按 WHO 标 准 进 行 疗 效 评 价 。 完 全 缓 解 ( complete response, CR) : 所有可测量病灶完全消 失且持续 4 周; 部分缓解( partial response, PR) : 病 灶最大直径与最大垂直横径乘积总和减少 50%以 上, 维持此缩小标准至少 4 周; 稳定(stable disease, SD) : 各病灶两垂直径乘积之总和减少25%以上, 或出现新的病灶。

3、统计学分析

以 x² 或 Fisher 精确检验比较各基因型在不同 疗效组之间分布的差异。以比值比 ( odds ratio, OR) 及其 95%可信区限( confidence interval, CI) 表 示各基因型以及 3 个多态间联合与化疗敏感性的 关系。所有的统计检验均为双侧概率检验。OR 值及 其 95% CI 以非条件 logistic 回归模型计算, 并经患 者的年龄、性别、临床病理分期和化疗方案的校正。 所 有 的 统 计 分 析 均 用 Statistic Analysis System 第 6.12 版( SAS Institute, USA) 进行。

二、结 果

200 例晚期 NSCLC 患者中, 采用以铂类为主的 方案化疗 2～4 周期( 中位 3 周期) 后, 1 例( 0.5%) CR、71 例 ( 35.5%) PR、94 例 ( 47.0%) SD 和 34 例 ( 17.0%) PD, 总有效率( CR+PR) 为 36.0%。

NER 系统中这三个遗传多态单独与铂类药物 敏感性的关系见表 1。在 200 例研究对象中, 化疗 敏感组 ( CR+PR) XPC 三种基因型 SS、LS 和 LL 的 分布频率分别为 34.7%、41.7%和 23.6%, 不敏感 组( SD+PD) 分别为 42.2%、48.4%、9.4%, 差异有显 著性检验, P=0.023) 。携带 XPC LL 基因型患 者对化疗的敏感性是携带 SS 基因型患者的 3.04倍 ( 95% CI 为 1.25～7.41, P=0.015) 。而没有发现 XPD Lys751Gln ( rs1052559) 和 ERCC1 C8092A ( rs1052559) 遗传多态单独与铂类药物敏感性相 关, 其 3 种基因型在化疗敏感组与不敏感组之间的 分布差异均未达显著性要求。

三个基因遗传变异联合在晚期 NSCLC 患者化 疗敏感性评价中的作用见表 2。我们发现, 分别携 带三个遗传多态中 1 个、2 个和≥3 个变异等位基因 ( XPC L、XPD Gln 和 ERCC1 A) 患者的化疗敏感性 分别是同时携带野生基因型患者的 5.28 倍( 95% CI 为 1.55～17.94) 、3.57 倍( 95% CI 为 1.08～11.89) 和 6.01 倍( 95% CI 为 1.55～23.25) , 表明这三个遗传 多态在铂类药物化疗敏感性中可能存在一定的联合 作用( 趋势检验, P=0.012) 。此外, 以同时携带野生基 因型者为参照, 携带至少 1 个变异等位基因者的化 疗敏感性提高了 3.54 倍( 95% CI 为 1.48～13.87) 。

三、讨论

肺癌的发病率及病死率在我国均有逐年上升的 趋势[ 9] 。铂类药物, 主要包括 DDP 和 CBP, 是目前 临床治疗 NSCLC 的常用药物。然而, 在化疗方案与 给药剂量相同的情况下, 不同个体对化疗的敏感性 有很大的差异, 这种差异使传统依靠经验进行化疗 面临极大的挑战, 因此迫切需要一种能够预测化疗 疗效的方法, 为对患者进行个体化治疗提供依据。

铂类药物对肿瘤细胞的杀伤作用主要通过与 细胞内亲核的 DNA 结合, 形成铂-DNA 加合物, 导 致 DNA 的链间交联或链内交联, 引起 DNA 损伤, 从而导致细胞死亡。而机体的损伤修复系统可以修 复这类损伤, 从而影响铂类药物的化疗敏感性。 NER 是人体 DNA 损伤修复系统的重要组成部分, 铂类药物引起的 DNA 损伤修复主要由这个系统完 成[ 10] 。人类基因组计划完成以后, 人们发现 DNA 损 伤修复系统基因中存在的遗传变异可能是导致不 同个体 DNA 损伤修复能力差异的重要原因和分子 基础。我们曾经报道过碱基切除系统的重要成员 XRCC1 基 因 的 遗 传 多 态 Arg194Trp 和 Arg399Gln 可能与铂类药物化疗敏感性相关。

本研究选择了在 NER 过程中发挥重要作用的 三个基因的遗传变异进行研究。三个遗传多态单独 分析的结果表明, XPC PAT 和铂类药物敏感性显著 相关, 没有发现 XPD Lys751Gln 和 ERCC1 C8092A 与铂类药物敏感性的相关关系。Qiao 等在宿主细 胞复活实验中发现, XPC LL 基因型者的 DNA 修复 能力要弱于 XPC SS 基因型携带者, 而 XPC LS 携 带者的 DNA 修复能力则与 SS 基因型无明显差别。 我们的铂类药物敏感性评价结果与 XPC PAT 遗传 多态的功能一致, 即与 DNA 修复能力相对较强的 XPC SS 基 因 型 携 带 者 相 比 , DNA 修 复 能 力 弱 的 XPC LL 基因型携带者对铂类药物的敏感性较高。 这是由于 DNA 修复能力强的个体能够及时有效的 修复由铂类药物攻击 DNA 造成的损伤而导致耐 药。另外, 虽然有报道指出 XPD 751 Gln /Gln 的个 体修复嘧啶二聚体的能力比 XPD 751 Lys/Lys 基 因型低 50% 。而 ERCC1 C8092A 位于该基因的 3′-UTR 区, 可能与 mRNA 的稳定性有关。但在本 研究中没有发现 XPD lys751Gln 和 ERCC1 C8092A 多态单独与铂类药物敏感性相关, 这可能与我国人 群中这两个遗传多态的分布频率较低有关, 需要加 大研究样本后继续探讨。

参考文献：

[1]针灸对小鼠骨髓细胞姊妹染色单体交换率的影响[J]. 张世敏,魏会平,杨春玫,田翠时,蔡寅宵. 河北中医. 2017(10)

[2]针灸对CTX荷瘤小鼠骨髓细胞周期的动态影响[J]. 路玫,苗纪飞,曹大明,赵喜新,李建伟,张丽,于冬冬. 时珍国医国药. 2018(07)