结直肠癌的诱因及发生基因相关研究
供稿人：董苗苗整理编辑：谢许茵
1.引言
结直肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一，近年来随着生活方式和饮食习惯的改变，其发病率和死亡率呈上升趋势。关于结直肠癌发病机制的研究很多,本文叙述了结直肠癌的诱因以及结直肠癌相关基因研究。
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结直肠癌的诱因
结肠癌的发生诱因很多，与饮食、环境、遗传等有关。结肠癌的防治研究不断引起人们的重视。通过对结直肠癌的诱因的研究，对预测结肠癌的发生、发展、治疗效果及预后判断有一定的临床指导意义，下文从结直肠癌的诱因化学因素与肠道菌群进行相关的论述。
2.1化学诱发性结直肠癌
根据其致癌效果和器官选择性，目前最常用的化学诱导剂是二甲肼（DMH）和氧化偶氮甲（AOM）。刘成霞等[1]以二甲肼诱发昆明小鼠结直肠癌，分别于给药后第12,18,24周处死动物,发现诱癌过程中,模型组小鼠结直肠黏膜上皮依次出现轻、中、重度不典型增生、腺瘤和腺癌。耿宝琴等[2]在32只雌性昆明种小鼠颈部皮下注射自行合成的致癌剂二甲肼（DMH)诱发结肠癌，自注射后每个月处死1只小鼠，共5只，第6个月末处死全部存留小鼠。通过观察并计数肠腔内肿瘤，发现大肠癌的发生率为81%，肛门鳞状上皮细胞癌的发生率为76%。Marion等[3]用二甲肼诱发Balb/c小鼠结直肠癌，连续给药10周，发现60%的动物在20至24周左右出现肿瘤。随着研究的不断深入，化学诱导直肠癌目前常采用氧化偶氮甲(AOM)联合葡聚糖硫酸钠（DSS）的方法。Thaker等[4]首先使用氧化偶氮甲（AOM）的单次注射，然后在10周内使用三次为期7天葡聚糖硫酸钠（DSS），驱动小鼠结肠肿瘤发生.另外也有报道称[5]，在50只雌性Balb/c小鼠中，联合使用氧化偶氮甲（AOM）和葡聚糖硫酸钠（DSS)按照3%或5%分别诱导了结肠癌的发生。采用化学致癌剂诱导老鼠结直肠发生癌变的过程可以模拟临床结直肠癌的发病进程，因此可以化学诱导结直肠癌的发生，从而观察癌症从发生到发展各阶段的变化。
2.2肠道菌群和结直肠癌发生发展的关系
正常生理状态下，成人肠道菌群的种类达多种，其数量是人体自身细胞总数的10倍，编码的基因数是人类基因倍[6]。目前已知与结直肠癌有关的肠道微生物有牛链球菌、梭杆菌、拟杆菌属和大肠埃希菌等[7]。AhmedSAbdulamir[8]的文章报道，25-80%牛链球菌/胆溶菌血症患者伴有结直肠肿瘤，牛链球菌与结直肠癌和腺瘤有关。StéphanEllmerich等[9]采用成年大鼠腹膜内注射乙氧甲烷等实验操作，并接受牛链球菌或其壁提取的抗原，结果显示牛链球菌对大鼠结肠早期肿瘤前病变有促进作用。同时又研究发现，属于口腔菌群的梭杆菌群也与结直肠癌的发生存在一定的相关性。朱畅等[10]通过对术前术后结直肠癌患者以及健康肠镜受检者粪样进行具核梭杆菌的丰度检测，结果显示具核梭杆菌能够促进结直肠癌细胞增殖、迁移和侵袭。董艳玲[11]选取例结肠癌患者为观察组,例健康体检者为对照组，对比两组口腔具核梭杆菌感染率及其DNA含量差异，研究结果显示口腔具核梭杆菌感染在结肠癌的发生发展中可能具有一定作用。李俊媛[12]通过对结肠癌患者与结肠癌大鼠肠道菌群的比较分析，结果显示结肠癌大鼠肠道内大量存在的有害细菌为拟杆菌门,在患者粪便中找出的可疑性结肠癌致病菌埃氏拟杆菌(Bacteroideseggerthii)也属于拟杆菌门，即存在相似性。总之，目前的研究表明，结直肠癌患者与健康对照者的肠道菌群存在着很大的区别，并且肠道菌群在结直肠癌的发病机制中发挥重要的作用。
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结直肠癌的发生的相关基因
结直肠癌的发生是一个多基因相互作用的结果。在细胞生长分化过程中，原癌基因的过度表达，抑癌基因的表达减弱或者失活以及其它一些基因的异常均可导致结直肠癌的发生。
3.1癌基因
癌基因是基因的一类，指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）固有的基因，激活后可促使正常细胞癌变、侵袭及转移。结直肠癌的发生是一个多步骤、多基因突变和缺失的累加过程。c-myc基因和ras基因的激活在结直肠癌的发生过程中起重要的作用。c-myc是腺瘤前阶段突变基因,定位在8q24区段。它的蛋白产物定位于细胞核内,能直接调节其他基因的转录[13]。陆毅[14]通过研究60例均由组织学病理确诊的结肠癌根治术的结肠癌标本，研究结果显示c-myc基因的表达与结肠癌浸润深度、淋巴结转移、肿瘤分期密切相关，在结肠癌组织中高度表达，癌旁组织中的表达明显下降。贾光辉[15]收集结直肠癌手术标本66例，癌组织取自肿瘤中心部位（非坏死区），另选择经病理确认为正常组织，距肿瘤处≧5cm的肠管近端切缘，检测c-myc的表达，结果在结直肠癌组织中，c-myc的表达明显增加，且其表达与淋巴结转移有关，也进一步证实上述观点。ras基因位于12号染色体,绝大多数ras基因突变是k-ras基因突变[13]。吴文辉[16]等采用实时荧光定量PCR法和临床病理资料对例结直肠癌组织中k-ras基因1号外显子12、13密码子的突变情况进行分析,结果显示k-ras基因可作为判断结直肠癌恶性程度的一个分子生物学指标，k-ras突变可能在结直肠癌的发生、发展中起重要作用。刘伟等[17]对例临床资料完整的结直肠癌石蜡包埋组织进行了实时荧光定量PCR和直接测序法检测结直肠癌中k-ras基因外显子2中第12、13编码子上最常见的7种突变类型,同时将检测结果进行了对比分析。该研究显示k-ras基因突变与患者性别、年龄相关，而与肿瘤部位、分化程度、浸润深度、TNM分期、淋巴结转移及远处转移无相关性。随着研究的不断深入，k-ras基因突变与结直肠癌的发生存在争论，具体作用的机制仍未完全清楚。
3.2抑癌基因
抑癌基因是一类存在于正常细胞内可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因。抑癌基因在控制细胞生长、增殖及分化过程中起着十分重要的负调节作用，它与原癌基因相互制约，维持正负调节信号的相对稳定。当这类基因在发生突变、缺失或失活时可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。目前研究的抑癌基因有p53基因、APC基因、TGFβⅡR基因、DCC基因等。曹杰等[18]采用免疫组织化学链菌素亲生物素一过氧化酶法（SP法）法检测74例结肠癌组织中p53的表达，其可作为评估结肠癌高危因素和恶性生物学行为的参考指标。APC基因作为结直肠癌的"看门基因",负责大肠上皮细胞的自稳定。房殿春[19]通过多重PCR、DGGE电泳和DNA测序技术检测76例大肠癌APC基因15外显子突变，采用PCR为基础的方法检测MSI，研究表明APC基因可能是散发型大肠癌的易感基因，APC基因突变在大肠癌的发生中可能参与了染色体不稳途径。熊斌等[20]研究人大肠癌中转化生长因子β1（TGFβ1）及其Ⅱ型受体（TGFβⅡR）的表达，随着大肠癌临床分期的增加，原发灶中TGFβ1表达率有升高趋势、TGFβⅡR表达率有降低趋势。Mehlen等[21]报道大约70％的结直肠癌中缺失了一个DCC等位基因，一些癌症的DCC基因发生了体细胞突变，并且结直肠癌组织和细胞系中DCC的表达通常降低或缺失。
3.3错配修复基因
错配修复系统是集体DNA修复机制的一种形式，主要纠正碱基错配，防止基因突变和维持基因组的稳定性，同时通过诱导DNA损伤细胞的凋亡而消除由突变细胞生长形成的癌变。于显博等[22]收集新疆地区例散发性结直肠癌患者的肿瘤切除标本，并采用免疫组织化学染色方法检测hMLH1、hMSH2、hPSM2、hMSH6蛋白表达水平，结果显示散发性结直肠癌患者存在错配修复基因蛋白表达缺失，且其表达缺失与患者体重、肿瘤位置、肿瘤分化程度、肿瘤家族史有关。宫庆[23]通过免疫组化染色法（IHC）对散发性大肠癌错配修复基因表达水平进行检测，研究发现错配修复基因缺失不仅仅存在于遗传性大肠癌,在散发性大肠癌中有一定比例出现。项芳芳等[24]采用免疫组化的方法检测炎性息肉、大肠腺瘤和大肠癌组织中错配修复蛋白hMLH1和hMSH2蛋白表达和突变情况，结果表明错配修复蛋白hMLH1和hMSH2蛋白表达率依次降低，提示早在腺瘤阶段已有错配修复基因的突变或功能异常。
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小结
总之，结直肠癌的发生、发展过程中涉及众多环节，目前对其发生发展的机制认识尚不完整。上述从结直肠癌发生的诱因、发展的相关基因几个方面进行了简单的综述。化学诱导结直肠癌模型的建立模拟了临床结直肠癌的发病进程，使研究者根据自己的研究需要可以选择合适的诱导方案，推动了结直肠癌发生发展相关的科学研究进展；其次，肠道菌群失调与结直肠癌的发生具有密切关系。肠道菌群的分析可以作为一个灵敏的生物学指标，用于监测宿主的健康状态，预测和评价宿主患结直肠癌的风险，并可指导临床治疗；近年来，随着分子生物学技术、基因组技术的发展，将会有越来越多的结直肠癌相关的基因被发现，既可以帮助了解结直肠癌发病机制，同时对早期诊断结直肠癌具有临床意义。虽然结直肠癌有关的研究已经取得了很大进展，但仍需对其发生、发展进一步进行研究与探索。
参考文献
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