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1、1DNA 损伤修复与铂类耐药研究进展【摘要 】 铂类是非小细胞肺癌化疗的基本药物，它的耐药机制复杂，其中损伤修复能力改变是铂类耐药的重要分子基础。全文综述 DNA 损伤修复机制碱基切除修复、核苷酸切除修复、酶修复及 DNA 双链断裂修复等研究进展。 【关键词】 D损伤 耐药修复XPDERCC1DNA 损伤修复是恢复正常 DNA 序列结构和维持遗传信息相对稳定有关的细胞反应。DNA 损伤修复基因可修复不同原因导致的DNA 损伤，从而保护遗传信息的完整性。DNA 损伤修复有 4 种基本形式，即碱基切除修复、核苷酸切除修复、酶修复和双链断裂修复。1碱基切除修复碱基切除修复（base excision
2、 repair，BER）切除和替换由内源性化学物作用产生的 DNA 碱基损伤。DNA 糖基化酶参与此过程，随后糖磷酸键断裂，切去碱基残基，DNA 连接修复损伤。参与BER 的基因主要有 X 线修复交叉互补基因（X? 鄄 ray repair cross ?鄄2complementry gene，XRCC1） ，DNA 连接酶hOGG1，MPG ，APG，APE12。XRCC1 是第一个从哺乳动物细胞中分离出来的对电离辐射敏感的基因，位于 19q13.2，大小为 32 kb。XRCC1 和 DNA 聚合酶、DNA 连接酶 相互作用,参与碱基切除修复。XRCC1 基因缺陷的细胞对 DNA 损伤敏感
3、，单链断裂增加，姊妹染色体互换率（SCE ）比正常细胞高 10 倍多。DNA 修复能力和 XRCC1 399Arg/Gln 基因表型的变化有关，存在 XRCC1 399 位点多态性的NSCLC 病人对铂类抗药3，4，而且这一位点的多态性与食管癌、肺癌及前列腺癌的易感性相关。 核苷酸切除修复核苷酸切除修复（nucleotide excision repair,NER）是哺乳动物细胞 DNA 修复的主要途径；是保护宿主免受肿瘤侵害的必要因素；是清除大规模铂类化合物所致 DNA 螺旋扭曲的惟一机制。NER 分为转录互补修复（TCR）和全基因组修复（GGR） 。TCR 修复活性基因 DNA 转录链中转
4、录阻滞的基因，而 GGR 修复活性基因中 DNA 非转录链中损伤的基因。NER 相关的蛋白有 XP（A?鄄 G） 、复制蛋白 A、RPA 复制因子、3RFC、PCNA 和转录因子 TFIIH（transcription factor IIH） ，其中XPA 和 RPA 复合物是损伤识别因子，能够确定 DNA 损伤部位并可清除铂类所致的 DNA 加合物。NER 以切开和填补方式修复损伤的DNA 链。修复过程包括 5 个步骤：XPC?鄄 hHR23B 复合物识别损伤位点；通过 XPB 和 XPD 两种 DNA 解旋酶打开损伤位点的双螺旋结构；激活 XPA 和 RPA 蛋白的活性；通过 XPF 和
5、XPG 核酸内切酶切割损伤的 DNA 链；DNA 多聚酶和 PCNA 填补缺口；DNA连接酶将损伤链连至母链5。NER 是紫外线致癌的主要防御机制，NER 缺乏会导致新生儿出生缺陷。如着色性干皮病（XP ）6 ，这是一种罕见的疾病，病人对阳光高度敏感，受照部位极易发生色素改变同时可伴有神经性退化并最终导致皮肤癌。Rosell 等人用 westernblot 方法评价了 NER相关蛋白在 60 种人类肿瘤细胞系中的表达水平，结果显示 XPD 蛋白水平显著增高的病人对铂类耐药。以下简要介绍参与 NER 修复途径的两个基因 XPD 和 ERCC1。2.1着色性干皮病基因（xeroderma pigm
6、entosum D,XPD）又称作 ERCC2 基因，编码解旋酶，是转录因子 TFIIH 的组成部分，NER 途径的必需成分。XPD 参与 TCR 和 GGR 两种 NER 修复途径。XPD 基因突变可引起着色性干皮病、Cockayne 综合征以及4毛发营养不良综合征。着色性干皮病罹患皮肤癌的风险比正常人高1 000 倍。目前发现 XPD 的几种多态性位点与 DRC 有关，该基因第 312 密码子 GA 多态和第 751 密码子 CA 多态分别导致Asp312Asn312 和 Lys751Gln751 氨基酸替代，这两个多态位点不但存在连锁不平衡，而且其突变表型与 DRC 密切相关。Hemmi
7、nki 等报道,携带 312Asn/Asn 和 751Gln/Gln 的个体修复嘧啶二聚体的能力比野生基因型低 50%，也就是说 DRC 低。分子流行病学研究显示，这两个多态性与肺癌、头颈鳞癌、基底细胞癌等恶性肿瘤发生有关。在吸烟和健康人群研究中，751Gln/Gln 型和312Asn/Asn 型的个体 DRC 低，罹患肺癌的概率高。 751Gln/Gln型的个体患头颈部癌的风险亦比 Lys/Lys 型组高 79。同时存在Lys/Lys 和 Asp/Asp 基因型的病人 DRC 高也就是说对铂类耐药，他们在接受 5?鄄 Fu/草酸铂的治疗中，疾病发生进展的病例数是Lys/Lys 型和 Lys/
8、Gln 型的 612 倍10。目前还不清楚这些病人对5?鄄 Fu/草酸铂方案反应低是否与第 751 密码子的多态性有关。XPD 基因的多态性可作为 NSCLC 是否选择含铂类化疗方案的预测指标1113。接受含 DDP 为基础方案化疗的 NSCLC 病人的生存率与 DRC 相关性研究表明：DRC 高（9.2%）的病人死亡的风险是 DRC 低（5.8%）的病人的 2 倍多。DRC 低的病人接受单纯手术治疗后生存率低,但能够从新辅助化疗和辅助化疗中受益；而 DRC 高的病人接受单纯手术治疗的生存期长，但对新辅助化疗和5辅助化疗却抗拒。Lys/Gln 型的病人接受 Gem/DDP 治疗，他们的TTP
9、时间高于 Lys/Lys 型的病人，分别为 9.6 个月和 4.2 个月，而接受 NVB/DDP 的治疗则情况相反，Lys/Lys 型的 TTP 时间长，当TXT 加入 Gem/DDP 组中，Lys/Lys 型病人的预后较好；也就是说Lys/Gln 基因型的病人可从 Gem/DDP 方案中受益，Lys/Lys 基因型的病人可从 NVB/DDP 方案中受益。2.2切除修复交叉互补基因（excision repair cross complementing 1,ERCC1）ERCC1 参与 DNA 链的切割和损伤识别。ERCC1 共有四种分子量的RNA，但只有 11kb 的RNA 表达出分子量为
10、39104 的蛋白时，才表现为对药物耐受。ERCC1 过表达可使停滞在 2/期的损伤 DNA 迅速修复, 导致其对顺铂耐药。用反义技术抑制 ERCC1 表达可以减少 DDP?鄄 DNA 加合物的修复14。在人卵巢癌和胃癌的肿瘤组织及细胞系中 ERCC1 表达增高与 DDP 抗药有关。Rosell通过定量 PCR 分析了肺癌石蜡包埋组织切片中 ERCC1RNA 的表达，回顾性分析发现 ERCC1RNA 高表达者对铂类抵抗，生存率低于低表达者。目前国际正在进行的 GILT 研究中，设计了根据ERCC1RNA 表达情况选择化疗药物的方案。根据该研究如果ERCC1RNA 表达阳性选择健择，如果表达阴性
11、选择铂类。这一结果将告诉我们 NSCLC 个体化治疗分子预测指标的可行性，也将为6术前术后化疗方案的选择提供有力的依据。2.3DNA 损伤修复基因的多态性DNA 修复系统在维持机体的遗传稳定性方面起关键作用,它可以逆转由机体内外环境因素所致的 DNA 突变。DNA 修复基因是一类易感基因，其多态性为人群中普遍存在的现象，DNA 损伤修复基因的多态性可以改变蛋白功能和个体对损伤 DNA 的修复能力，修复能力缺乏可致癌或导致基因型不稳定。对OGG1，XRCC1，ERCC1，XPC，XPF，BRCA2，XRCC3 等 DNA损伤修复基因的多态性的研究表明：OGG1 S 326C 多态性增加各种癌症的
12、风险；XRCC1R194W 变异减少癌变的风险；BRCA2 N372H 变异增加患乳腺癌的风险。3DNA 损伤修复酶DNA 损伤的直接修复途径是一步反应修复，即将损伤位点的序列恢复到原状。通过光复活酶直接与损伤的 DNA 结合，扭转紫外线或化疗药物所致的 DNA 损伤。6? 鄄甲基?鄄鸟嘌呤甲基转移酶（）对修复甲基化损伤非常重要。它可以抑制烷化剂对肿瘤细胞的杀伤，通过甲基化特异的 PCR 检测发现 40%的脑瘤病人存在 MGMT 甲基化，这些病人对卡莫司丁的反应率高,预后好。p16，DAPF，GSTP1 等基因也存在相似的甲基化，目前正在研究7接受手术的 NSCLC 病人组织和血清中 MGMT
13、 甲基化的情况4；另一个 DNA 损伤修复酶 DAPK（死亡相关的蛋白激酶）则完全相反。它的甲基化与期 NSCLC 病人的预后差相关，Tang 等人研究135 例 NSCLC 病人中 55 例存在甲基化，5 年生存率是 56%，而没有甲基化的病人的生存率是 92%。4DNA 双链断裂修复DNA 双链断裂可能通过同源或非同源重组的方式修复。实验证实 MMR 缺失的细胞对烷基化化疗药物有较高的耐受性。值得注意的是，人类至少有 7 种编码蛋白质的基因参与 DNA 双链断裂修复，其中 BRCA1 基因定位于人染色体 1712?鄄 21，编码的蛋白具有许多与其他蛋白相互作用的位点，通过蛋白之间的相互作用
14、发挥其重要的生物学功能，包括细胞周期调控、DNA 损伤修复、基因的转录调节、细胞凋亡和泛素化等。BRCA1 基因的突变与家族性乳腺癌及卵巢癌的发生密切相关。40%45%的遗传性乳腺癌与 BRCA1基因突变有关，而在乳腺癌和卵巢癌都高发的家族中，80%的患者BRCA1 基因发生突变。乳腺癌细胞系中 BRCA1mRNA 表达水平低能增加 DDP 的敏感性，但降低了抗微管药物的疗效。因此可以通过检测 BRCA1mRNA 表达水平来预测病人的药物敏感性，进而选择合适的药物。85小结铂类是 NSCLC 化疗的基本药物，DRC 的改变是铂类耐药的重要的分子基础。碱基切除修复和核苷酸切除修复等多种机制参与
15、DNA损伤修复过程，每一种机制又有多种基因参与，如XPD， ERCC1，XRCC1 等15。因此对 DRC 相关的基因进行检测可以预测肿瘤的易感性，是否选择含铂类的方案治疗以及预测铂类药物的疗效，从而可以使病人真正接受个体化治疗。【参考文献】1 Rosell R. Predictive molecular markers in non?鄄small cell lung cancer. Curr Opin Oncol, 2001,13:101-109.2 Hou SM, Ryk C, Kannio A, et al. Influence of common XPD and XRCC1 varia
16、nt alleles on p53 mutations in lung tumorsJ. Environ Mol Mutagen,2003,41(1):37-42.3 Gurubhagavatula S, Liu G, Park S, et al. XPD and XRCC1 genetic polymorphisms are prognostic factors in advanced non?鄄 small?鄄 cell lung cancer patients treated with platinum chemotherapyJ. J Clin Oncol, 2004,22(13):2594-2601. 9 Rosell R, Taron M, Barnadas A, et al. Nucleotide ex
