DNA甲基化预测宫颈癌及癌前病变的研究进展.pdf

国际妇产科学杂志2023年6月第50卷第3期J Int Obstet Gynecol，June 2023，Vol.50，No.3DNA 甲基化预测宫颈癌及癌前病变的研究进展吴若兰，邱丽华【摘要】近年来随着早期筛查的普及，我国的宫颈癌发病率及死亡率均有所下降，细胞学检查及高危型人乳头瘤病毒（human papilloma virus，HPV）检测是目前常用的宫颈癌筛查手段，但二者均有局限性，细胞学检查可能导致疾病漏诊，而高危型HPV检测常导致过度诊疗，因此，探索一种新的宫颈癌筛查或分流手段十分必要。DNA甲基化是一种常见的表观遗传方式，随着DNA甲基化检测技术的发展，其在肿瘤诊疗领域发挥越来越大的作用。近年来发现许多甲基化基因可作为宫颈癌标志物，在宫颈癌筛查及分流方面具有应用前景，并且具有预测疾病转归、采样方便等优势，有利于宫颈癌的早期诊断及治疗。综述DNA甲基化在宫颈癌及宫颈癌前病变中的相关研究进展。【关键词】DNA甲基化；宫颈肿瘤；癌前状态；癌症早期检测；乳头状瘤病毒科Research Progress on DNA Methylation in Predicting Cervical Cancer and Precancerous LesionsWU Ruo-Lan,QIULi-hua.Department of Obstetrics and Gynecology,Shanghai Key Laboratory of Gynecologic Oncology,Ren Ji Hospital,Schoolof Medicine,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200127,ChinaCorresponding author:QIU Li-hua,E-mail:【Abstract】In recent years,with the popularization of early screening,the incidence and mortality rate of cervical cancerin China have decreased.Cytological examination and high-risk human papilloma virus(HPV)test are common screeningmethods for cervical cancer at present,but they both have their limitations.Cytological examination may lead to misseddiagnosis,while high-risk HPV test may lead to over-diagnosis and over-treatment.Therefore,it is necessary to explore a newscreening or triage method for cervical cancer.DNA methylation is a common epigenetic modality.With the development ofDNA methylation detection technology,DNA methylation has played an increasingly important role in the field of oncologydiagnosis and treatment.In recent years,a large amount of DNA methylation genes has been found as markers of cervicalcancer,which have a promising application in cervical cancer screening and triage,and have the advantages of prognosisprediction and convenient sampling.DNA methylation is beneficial for the early diagnosis and treatment of cervical cancer.Thisarticle reviews the research progress of DNA methylation in cervical cancer and precancerous lesions.【Keywords】DNA methylation;Uterine cervical neoplasms;Precancerous conditions;Early detection of cancer;Papillomaviridae（J Int Obstet Gynecol，2023，50：281-285）综 述 DOI:10.12280/gjfckx.20230135基金项目：国家自然科学基金（82072865）作者单位：200127上海交通大学医学院附属仁济医院妇产科，上海市妇科肿瘤重点实验室通信作者：邱丽华，E-mail：审校者目前，发展中国家宫颈癌的发病率及死亡率均远高于发达国家1。人乳头瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染是宫颈癌发生的主要原因，与全球超过99%的宫颈鳞状细胞癌病例相关2。近年来，随着HPV疫苗接种的开展及宫颈癌筛查的广泛施行，全球多数地区宫颈癌的发病率及死亡率均有所下降1。目前临床上主要采用细胞学及HPV检测进行宫颈癌筛查，然而这两种筛查方法仍然具有局限性。细胞学检查的敏感度较低，可能增加漏诊率；而HPV检测的敏感度高但特异度低，对于高危型HPV一过性感染的群体，尤其是30岁以下的年轻女性，HPV检测可能导致过高的阴道镜转诊率甚至过度治疗。因此，探索一种新的筛查或分流手段十分必要。癌症是一种由遗传异常引发和驱动的疾病，表观遗传途径在肿瘤的发生、发展过程中发挥至关重要的作用。DNA甲基化是常见的表观遗传调控方法，近年来已被发现可以作为宫颈癌等多种肿瘤的生物标志物3。CpG岛是长度约1 kb的富含CpG二核苷酸（60%70%）的DNA区域，通常位于基因的启动子或第一外显子区域，CpG岛的甲基化与基因的沉默密切相关，肿瘤抑制基因启动子区域CpG岛的高甲基化引起其转录沉默，参与癌症发生和进展过程4。近年来，随着焦磷酸测序和甲基化特异性聚281国际妇产科学杂志2023年6月第50卷第3期J Int Obstet Gynecol，June 2023，Vol.50，No.3合酶链反应（methylation-specific polymerase chainreaction，MSP）等DNA甲基化检测技术的发展，发现越来越多的甲基化基因具有作为宫颈癌生物标志物的潜能，其中部分甲基化基因在宫颈癌和癌前病变临床筛查及分流中的作用已得到研究及验证。1宿主细胞 DNA 甲基化与宫颈癌/癌前病变1.1配对盒家族基因 1（paired boxed gene 1，PAX1）PAX1是一种属于配对盒基因家族的转录因子。研究表明，PAX1在癌症的发生、发展中具有重要作用，能够在表皮生长因子（epidermal growthfactor，EGF）和白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）等致癌因子的刺激下抑制多种激酶的磷酸化，并且激活双特异性磷酸酶1/5/6（dual-specificity phosphatase1/5/6，DUSP1/5/6）等磷酸酶，抑制EGF/丝裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路，从而抑制肿瘤的发生与发展5-6。一项纳入7项研究共1 055例正常或有宫颈病变女性的荟萃分析证明PAX1基因甲基化与宫颈上皮内瘤变1（cervical intraepithelial neoplasia 1，CIN1）向CIN2/3转化（OR=0.09，95%CI：0.040.19）及CIN2/3向宫颈癌转化（OR=0.16，95%CI：0.050.46）密切相关7，这意味着PAX1基因甲基化阳性时宫颈病变进展风险增加。另一项荟萃分析提示，甲基化PAX1诊断CIN2和正常宫颈样本的敏感度为66%，特异度为92%；诊断CIN3和正常宫颈样本的敏感度为77%，特异度为92%8。Zhang等9研究发现，当阈值循环数（cycle threshold，Ct）临界值为37.95时（进行定量MSP后设定的临界阈值，大于该值时，认为PAX1基因甲基化阴性；小于等于该值时，认为PAX1基因甲基化阳性），PAX1诊断宫颈高级别鳞状上皮内病变（high-grade squamous intraepithelial lesion，HSIL）及宫颈癌的特异度及敏感度分别为90%和75%，并且随着疾病进展，PAX1的甲基化水平也随之增加。1.2FAM19A4/miR124-2FAM19A4/miR124-2也是常见的宫颈DNA甲基化标志物。FAM19A4是一种经典的分泌蛋白，主要在中枢神经系统中表达并在脂多糖刺激的单核细胞和巨噬细胞中显著上调10。尽管其在宫颈癌进展中的具体机制尚不明确，但2013年Steenbergen等11利用甲基化特异性数字核型分析及半定量MSP发现FAM19A4的甲基化水平在宫颈疾病中显著升高。miR124-2是一种小的内源性非编码RNA分子，在宫颈癌细胞系SiHa、CaSki、HeLa及HPV16/18永生化角化细胞的晚期传代中均发生甲基化，可用于宫颈癌的诊断12。一项全球多中心横断面研究显示，FAM19A4/miR124-2甲基化分析能够检测出几乎所有宫颈癌，包括高危型HPV阴性的宫颈癌，甲基化阳性率为98.3%（95%CI：96.7%99.2%）13。除宫颈癌患者的筛查以外，FAM19A4/miR124-2在宫颈癌及癌前病变的分流中也具有重要意义。一项欧洲大型多中心研究显示，FAM19A4/miR124-2诊断宫颈病变的总体特异度为78.3%，诊断CIN3的敏感度为77%，对宫颈癌的阴性预测值高达99.9%；进一步研究显示，甲基化检测对于细胞学检查结果为无明确诊断意义的不典型鳞状细胞（atypical squamous cell of undetermined significance，ASC-US）和宫颈低级别鳞状上皮内病变（low-gradesquamousintraepitheliallesion，LSIL）的HPV阳性患者具有重要的鉴别意义，在该群体中甲基化阳性患者发生CIN3的绝对风险度明显高于甲基化阴性患者14。1.3DLX1、ITGA4、RXFP3、性别决定区 Y 框蛋白17（sex determining region of Y-box 17，SOX17）、锌指蛋白 671（zinc finger protein 671，ZNF671）和ASTN1 基因2014年Hansel等15通过包含237 000个探针的全基因组CpG岛微阵列实验检测宫颈癌中完全甲基化的DNA区域并筛选出100个CpG岛候选区域，再经过定量MSP验证，发现DLX1、ITGA4、RXFP3、SOX17和ZNF671共5个基因能够较好地区分肿瘤样本与正常样本。Schmitz等16基于此开发的由DLX1、ITGA4、RXFP3、SOX17、ZNF671和ASTN1共6个标记区域组成的实时MSP测定试剂盒GynTect，并通过纳入306例进行阴道镜检查女性的横断面研究发现，GynTect检测CIN3+病变的敏感度低于高危型HPV检测（67.7%vs.95.7%），特异度高于高危型HPV检测（82.6%vs.53.1%），提示其能够有效降低高危型HPV检测导致的高阴道镜转诊率。另一项纳入1 758例高危型HPV阳性女性