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编号:10227150
肺癌p53基因突变与蛋白表达关系的研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1998年第11期
     作者:张骏 郑杰 方伟岗 王洁良 由江峰 崔湘琳 吴秉铨

    单位:100083 北京医科大学基础医学院病理学系

    关键词:肺肿瘤;基因,p53;基因表达;免疫组织化学;聚合酶链反应

    中华医学杂志981120 【摘要】 目的 以测序结果为标准,探讨免疫组织化学和聚合酶链反应-单链构象多态性(PCR-SSCP)两种方法用于检测肺 癌p53基因突变的敏感性及优缺点。方法 用免疫组织化学、PCR-SSCP和PCR产物直接测序检查30例肺癌标本的P53蛋白和基因改变。结果 30例肺癌标本经测序共检出22例突变,突变位于第5外显子8例(36%);位于第6外显子2例(9%);位于第7外显子7例(32%);位于第8外显子5例(23%)。其中错义突变14例(64%);同义突变4例(18%);移码突变3例(14%);剪切部位突变1例(5%)。G:C→T:A颠换突变占总突变数的41%(9/22)。在免疫组化检测强阳性同时PCR-SSCP检测阳性的10例肺癌中均检出了p53错义突变;在免疫组化检测阴性而PCR-SSCP检测阳性的10例肺癌中,9例被检出p53突变。其中4例是同义突变、2例缺失突变、1例错义突变、1例插入突变、1例剪切部位突变;在免疫组织化学检测阳性、PCR-SSCP检测阴性的10例肺癌中仅检出3例错义突变,其余7例肺癌的p53基因第 5~8 外显子均为野生型。结论 肺癌p53基因突变多位于第5和第7外显子,以错义突变为主,G:C→T:A颠换突变方式最为常见。当用免疫组织化学和PCR-SSCP两种方法检测肺癌p53均为阳性时,p53很可能发生了错义突变。
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    Correlation between p53 gene mutation and protein expression in 30 cases of human lung cancer Zhang Jun, Zheng Jie, Fang Weigang, et al. Department of Pathology, School of Basic Medical Sciences, Beijing Medical University, Beijing 100083

    【Abstract】 Objective To investigate the correlation between p53 gene mutation and protein expression and discuss the sensitivities of immunohistochemistry and PCR-SSCP in detecting p53 abnormalities in lung cancer. Methods Immunohistochemistry, PCR-SSCP, and PCR-sequencing were used. Results 22 of 30 patients showed p53 mutations by PCR-sequencing. Mutations of 8 patients (36%) located on exon 5, 2(9%) on exon 6, 7 (32%) on exon 7, and 5(23%) on exon 8, respectively. 14 patients (64%) showed missense mutations, and 4(18%) neutral mutations, 3(14%) frameshifts and 1(5%) splice site mutation. In all mutations, G:C→T:A transversions accounted for 41%(9/22). p53 missense mutations were found in all 10 patients whose immunohistochemistry and PCR-SSCP were both positive. Nine of 10 patients whose PCR-SSCP was positive but immunohistochemistry negative had p53 mutations, including 4 patients with neutral mutations, 3 frameshift mutations, 1 missense mutation, and 1 splice site mutation. In 10 patients whose immunohistochemistry was positive but PCR-SSCP negative, only 3 showed p53 missense mutations. Conclusion Most of p53 mutation sites located on exon 5 and exon 7 in lung cancer of China. Missense mutations and G to T transversions were prevalent. If both PCR-SSCP and immunohistochemistry gave the positive results, p53 missense mutations may be expected.
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    【Key words】 Lung neoplasms Gene p53 Gene expression Immunohistochemistry

    Polymerase chain reaction

    (Natl Med J China, 1998, 78:846-849)

    p53 在肺癌的早期诊断和基因治疗方面具有潜在的应用价值[1],因此,有必要对中国肺癌人群的p53突变特征进行较为详细的分析研究,并对几种常用的检测p53基因突变的方法进行比较,为今后广泛开展有关的研究工作打下基础。

    材料和方法

    共收集湖北省肿瘤医院10%福马林固定、石蜡包埋肺癌标本30例,先用免疫组织化学和聚合酶链反应-单链构象多态性(PCR-SSCP)检测肺癌p53基因突变。免疫组织化学采用常规LSAB法进行染色,一抗为DAKO公司鼠抗人p53单克隆抗体DO7(1∶150稀释)。肿瘤细胞胞核内出现棕黄色颗粒为阳性,阳性细胞比率在10%~25%为(+);25%~50%为(++);>50%为(+++)。
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    PCR采用巢式PCR扩增,外显子5、6、7、8引物序列分别为5' TAC TCC CCT GCC CTC AAC AAG A3′ 和 5′ CGC TAT CTG AGC AGC GCT CAT 3′、5′ TCT GTT CAC TTG TGC CCT GA 3′和5′ CAA CCA GCC CTG TCG TCT CT 3′;5′ GAT TGC TCT TAG GTC TGG CCC CT 3′和5′CAG ACC TCA GGC GGC TCA TAG G 3′、5′ACG ACG GGG CTG GTT GCC CA 3′和5′CTC CCA GAG ACC CCA GTT GC 3′; 5′CTG GGT TGG CTC TGA CTG TAC CA 3′和5′TGA CCT GGA GTC TTC CAG TGT G 3′、5′GGC CTC ATC TTG GGC CTG TG 3′和5′CAG TGT GCA GGG TGG CAA GT 3′; 5′GTA GTG GTA ATC TAC TGG GAC GGA 3′和5′CTC GCT TAG TGC TCC CTG GGG GC 3′、5′TTC CTA TCC TGA GTA GTG GT 3′和5′ CTT CTT GTC CTG CTT GCT TA 3′。PCR-SSCP 采用常规非同位素银染法[2],检测5~8外显子。然后随机按以下标准挑选30例肺癌分为3组,每组10例:第1组:IHC(++~+++),PCR-SSCP(+);第2组:IHC(-),PCR-SSCP(+);第3组:IHC(+~++),PCR-SSCP(-)。测序方法采用PCR产物直接测序,即先将PCR扩增产物回收纯化,然后用美国Promega 公司的fmol DNA测序试剂盒进行测序,操作完全按照试剂盒说明书进行,同位素用[γ-32P] dATP。PCR-SSCP阳性病例仅检测了阳性外显子,而PCR-SSCP阴性者则对其全部5~8外显子进行了测序。
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    结果

    一、30例肺癌p53 基因突变结果

    在所检测的30例肺癌中,有鳞癌14例、腺癌12例、小细胞癌2例、大细胞癌和腺鳞癌各1例。共检出22例突变。突变位于第5外显子者8例(36%);位于第6外显子者2例(9%);位于第7外显子者7例(32%);位于第8外显子者5例(23%)。其中错义突变14例(图1,2),占突变总数的64%;同义突变4例,占18%;移码突变3例,占14%;剪切部位突变1例(图3),占5%;1例虽然PCR-SSCP示第7外显子有突变,但序列分析证明为野生型;其余7例尽管检测了p53第5~8外显子,序列分析结果均为野生型。测序结果显示,本组30例肺癌病例的p53突变位点比较分散,其突变点多位于CpG岛,占总突变数的36%(8/22)。有3例错义突变位于第248密码子。突变方式以G:C→T:A颠换最为多见,共有9例,占总突变数的41%;A:T→T:A颠换4例,占18%;G:C→A:T转换 3 例,占14%;G:C→C:G、A:T→C:G、A:T→G:C各1例。
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    二、各组p53基因突变结果

    从附表可见,第1组免疫组织化学检测强阳性以及PCR-SSCP检测阳性的 10 例肺癌中均检出了p53错义突变。

    图1 PCR-Sequencing示exon 7第248位密码子突变

    图2 PCR-Sequencing示exon 7第246位密码子突变

    图3 PCR-Sequencing示intron 4剪切部位突变,ctgcag TA→ctacag TA
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    附表 三组肺癌标本P53基因突变测序结果 组别

    测序

    例数

    错义

    突变

    同义

    突变

    移码

    突变

    剪切部

    位突变

    无突变

    第1组
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    10

    10

    0

    0

    0

    0

    第2组

    10

    1

    4

    3

    1

    1

    第3组
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    10

    3

    0

    0

    0

    7

    第2组免疫组织化学检测阴性而PCR-SSCP检测阳性的10例肺癌中,9例被检出p53突变。其中4例是同义突变,3例为移码突变(2例缺失突变,1例插入突变),1例错义突变,1例插入突变,1例剪切部位突变。第3组免疫组织化学检测阳性、PCR-SSCP检测阴性的10例肺癌中仅检出3例错义突变,占本组的30%,其中2例为免疫组织化学强阳性(++),其余7例肺癌的p53基因第5~8外显子均为野生型。讨论

    本组所检测的30例肺癌中共检出22例突变,8 例无突变的病例中7例是免疫组织化学阳性、PCR-SSCP阴性;1例是PCR-SSCP阳性、免疫组织化学阴性。Guinee等[3]用PCR测序的方法检测了91例肺癌中的p53突变,序列分析结果突变率为46%,其中68%是错义突变,18%为移码突变,7%为同义突变,7%剪切部位突变,结果与本组基本相似。p53基因突变点多位于CpG岛[4,5]。本研究的p53突变位点比较分散,且常见突变热点的 245、248、273、283位密码子等均被检出,其中248位突变有3例且突变方式都是G→T颠换,说明248位密码子确实是肺癌p53的突变热点之一。突变后第248位氨基酸由精氨酸变成了亮氨酸(Arg→Leu),由极性氨基酸变成了非极性氨基酸,从而影响了p53蛋白与DNA的结合[4]。肺癌中p53突变方式以G:C→T:A颠换最为多见[5],占突变总数的41%,这种突变方式可能与烟草及大气污染中苯并芘的致肺癌作用有关[5]。我们的实验室在以苯并芘诱发的人胎儿支气管肺癌中亦检测出第248密码子GG→TT的突变,进一步支持了该观点[6]
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    目前,储存大量的新鲜手术标本在我国绝大多数医院中尚有困难,因此,有必要对免疫组织化学、PCR-SSCP、PCR产物直接测序等方法检测石蜡包埋组织中p53突变的可行性及可靠性进行探讨,为今后广泛开展有关的研究打下基础。

    本研究中,在免疫组织化学检测为强阳性并且PCR-SSCP检测阳性的肺癌中均检出了错义突变,说明当用以上两种方法检测肺癌p53均为阳性时,意味着p53很可能发生了错义突变。在免疫组织化学检测为阴性而PCR-SSCP检测为阳性的肺癌中,PCR-SSCP对于检测p53碱基突变具有较高的敏感性,但这种突变是否预示着p53蛋白有结构异常则有其局限性。本组4/10的病例在蛋白水平上p53产物是正常的,其免疫组织化学为阴性是可以理解的。本组免疫组织化学假阴性率为5/10,多发生在p53同义突变、移码突变和剪切部位突变时,与国外报道结果相符[3]。其中1例虽然PCR-SSCP为阳性,但序列分析为野生型,说明PCR-SSCP也有假阳性,尽管其假阳性率较低。
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    在免疫组织化学染色阳性、PCR-SSCP检测阴性的 10 例肺癌中仅检出3例突变,其余7例肺癌的p53基因第5~8外显子均为野生型,提示免疫组织化学虽然对P53蛋白水平的检测比较敏感,但对检测p53基因水平的突变则有一定的局限性[7],表现为一定比例的假阳性,当然这些阳性结果亦可能由于: (1)突变位于5~8外显子以外;(2)野生型P53蛋白与某些细胞基因产物如MDM2或某些病毒癌蛋白结合后使其半衰期延长[7]。本组测序阴性的7例中有6例为MDM2免疫组织化学阳性,亦支持以上观点。本研究结果提示PCR-SSCP方法检测也存在着假阴性问题。

    因此,在检测p53基因突变时最好能同时用免疫组织化学和PCR-SSCP两种方法,当然如能用直接测序法测序p53基因突变则更为准确。免疫组织化学虽然对P53蛋白水平的检测比较敏感,具有一定的临床意义,但对检测p53基因水平的突变则存在一定的局限性。尽管非同位素PCR-SSCP也存在着一定的假阳性和假阴性,但仍是检测p53基因突变的一种较敏感的方法。当用以上两种方法检测肺癌p53均为阳性时,提示p53基因很可能发生了错义突变。
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    参考文献

    1 Roth JA, Nguyen D, Lawence DD, et al. Retrovirus-mediated wild-type p53 gene transfer to tumors of patients with lung cancer. Nat Med, 1996, 2:985-991.

    2 孟振行,雷道年,王江,等.亚硝基胍诱发大鼠胃腺癌发生发展过程中p53,ras基因表达和突变的研究.中华病理学杂志, 1998, 27:117-119.

    3 Guinee Jr DG, Travis WD, Trivers GE, et al. Gender comparisons in human lung cancer: analysis of p53 mutations, anti-p53 serum antibodies and C-erbB2 expression. Carcinogenesis, 1995, 16:993-1002.
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    4 Levine AJ, Wu MC, Chang A, et al. The spectrum of mutations at the p53 locus. Evidence for tissue-specific mutagenesis, selection of mutant alleles, and a “gain of function” phenotype. Ann N Y Acad Sci, 1995, 768:111-128.

    5 Hollstein M, Sidransky D, Vogelstein B, et al. p53 mutations in human cancers. Science, 1991, 253:49-53.

    6 杨兆海,郑杰,方伟岗,等.苯并芘诱发的人支气管癌细胞系p53基因突变的研究.实验动物科学与管理,1996,13:12-14.

    7 Hall PA, Lane DP. p53 in tumor pathology: can we trust immunohistochemistry? Revisited! J Pathol, 1994, 172:1-4.

    (收稿:1997-09-08 修回:1998-06-10), 百拇医药