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(nucleotideexcisionrepair,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(nonsmallcelllungcancer,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、XPDLys751Gln(rs1052559)和ERCC1C8092A(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-smallcelllungcancer,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(nucleotideexcisionrepair,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4～6ml,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:DDP30mg/m2,第2～4天,或CBP曲线下面积(AUC)=4～5g,第1天;NVB25mg/m2第1、8天;TAX175mg/m2,第1天(维持3h),或TXT60mg/m2,第1天(维持1h)。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(completeresponse,CR):所有可测量病灶完全消失且持续4周;部分缓解(partialresponse,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(stabledisease,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(oddsratio,OR)及其95%可信区限(confidenceinterval,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StatisticAnalysisSystem第6.12版(SASInstitute,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XPCLL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XPDLys751Gln(rs1052559)和ERCC1C8092A(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(XPCL、XPDGln和ERCC1A)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,XPCPAT和铂类药物敏感性显著相关,没有发现XPDLys751Gln和ERCC1C8092A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,XPCLL基因型者的DNA修复能力要弱于XPCSS基因型携带者,而XPCLS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XPCPAT遗传多态的功能一致,即与DNA修复能力相对较强的XPCSS基因型携带者相比,DNA修复能力弱的XPCLL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XPD751Gln/Gln的个体修复嘧啶二聚体的能力比XPD751Lys/Lys基因型低50%。而ERCC1C8092A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XPDlys751Gln和ERCC1C8092A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)