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编号:10220629
RER+大肠癌的临床病理特点*
http://www.100md.com 《第一军医大学学报》 1999年第2期
     作者:徐 宁 丁彦青 邱红明 徐 莉

    单位:第一军医大学1南方医院病理科,寄生虫学教研室,广州, 510515

    关键词:RER;HNPCC;大肠癌;手术切缘

    第一军医大学学报990212 摘要:目的 探讨DNA复制错误(Replication error, RER)与大肠癌(Colorectal carcinoma,CRC)的关系。方法 采用银染PCR-SSCP方法,检测61例大肠癌及其相应正常组织的第2、5、17号染色体的4个位点的微小卫星DNA不稳定性(Microsatellite instability, MSI),有两个位点的MSI则诊断为RER+。结果 61例大肠癌中,18例为RER+(29.5%)。RER阳性率在HNPCC为75%与散发性大肠癌的23.9%比较(P=0.025)有显著差异。RER+大肠癌大多为低分化大肠癌(P<0.0001),多位于右半结肠(P<0.05),有家族史,年龄小于35岁,Duckes分期A、B期患者所占比例高。发现2例病理阴性者手术切缘组织RER+。结论 RER+是HNPCC常见的分子学事件。RER+肿瘤与RER-肿瘤有不同的生物学特性。RER+ 可作为大肠癌手术切缘的分子标志。
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    中图分类号:Q571; Q461

    Clinicopathological features of RER+ colorectal carcinoma

    Xu Ning1, Ding Yanqing1, Qiu Hongming1, Xu Li2

    1Department of pathology, Nanfang Hospital; 2 Department of Patasitology, First Military Medical University, Guangzhou, 510515Abstract: Objective To study the relationship between RER and colorectal carcinoma. Methods Silver stain PCR-SSCP method was used to detect microsatellite instability(MSI) at 4 loci on chromosome 2,5,17 in 61paraffin-embedded specimens of colorectal carcinoma and their paired normal tissue. The tumor is diagnosed as RER+ if MSI is observed at 2 loci. Results RER+ tumor was observed in 18/61 cases, among which 4/7 cases were (with family history) and 3/4 were of hereditary nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC). The ratio of RER+ patients in HNPCC was significantly higher than that among sporadic CRC(11/46, 23.9%)。It was predominantly a feature of pooly differentiated adenocarcinoma (P<0.0001), and had a tendency to involve the right side of the colon and a higher proportion of family history, with the patients age often younger than 35 years, and with pathological stages of Duckes A, B. In addition, RER+ was observed at the tumor resection margin in 2 cases. Conclusion RER+ is a common molecular hereditary event in HNPCC. There are different clinicopathological features between RER+ CRC and RER-CRC and RER+ is a good molecular mark to indicate the tumor resection margin.
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    Key words: RER; HNPCC; colorectal carcinoma; tumor resection margin

    微卫星(microsatellite, MS)指具有长度多态性的DNA短串重复序列,它分散于整个基因组,大多为二核苷酸或三核苷酸。MSI指肿瘤组织与其相应的非肿瘤组织DNA结构性等位基因的大小发生改变。美国华盛顿大学的Loeb指出肿瘤细胞具有突变表型(Mutator phenotype)表现为MSI即微卫星复制错误(RER)。RER+肿瘤是指在被检测的MS位点至少有两个位点出现MS长度突变的肿瘤[1,2]。本文利用大肠癌组织标本进行MSI检测,以探讨RER+与大肠癌发生发展的关系。

    1 材料和方法

    1.1 实验材料 选取大肠癌存档石蜡包埋组织共 61例,其中7例保存有外周全血标本。按年龄、性别、家族史、Dukes分期、组织分化程度进行分组,比较各组间MSI检出差异。每例均取癌组织与正常切缘,所有标本均经病理证实。
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    1.2 DNA模板的提取 参照王申五主编《基因诊断技术—非放射性操作手册》一书中方法进行。

    1.3 银染PCR-SSCP检测

    1.3.1 MSI引物 微小卫星DNA的引物参照文献[3]设计,由加拿大真达基因公司协助合成,其序列如下:D2S123(1)5′-AAACAGGATGCCTGC-CTTTA-3′扩增片段为197-227 bp;(2)5′-GG-ACTTTCCACCTATGGGAC-3′;D5S107(1)5′-GATCCACTTTAACCCAAATAC-3′扩增片段为133-155 bp;(2)5′-GGACTTTCCACCTAT-GGGAC-3′;D17S2 50(1)5′-GGAAGAAT-CAAATAGACAAT-3′扩增片段为53-169 bp;(2)5′-GCTGGCCATATATATATTTAAACCC-3′;D2S119 (1)5′-CTTGGGGAACAGAGG-TCATT-3′扩增片段为214-232 bp;(2)5′-GAGAATCCCTCAATTTCTTTGGA-3′。
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    1.3.2 扩增条件 取0.5ml无菌Eppendof管,反应体积为25μl。按下列次序加样:无菌水10.5μl,10×扩增缓冲剂2.5μl,4种dNTP混合物(10 mmol,Sangon公司)1μl,引物Ⅰ、Ⅱ(100 mg/L)各2μl,模板DNA4μl。于97℃加热8 min使DNA完全变性。将3μl Tag酶(0.75 U,Sangog公司)加入处于80℃的反应混合液中。进行PCR扩增:94℃变性反应45 s,55℃退火反应1 min,72℃延伸反应1 min。依次进行35个循环,72℃延伸反应5 min。反应结束后琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物,阳性标本用于SSCP分析。

    1.3.3 微卫星DNA不稳定性分析 取上述PCR产物6μl加入18μl测序加样缓冲液(含98%去离子甲酰胺、10 mmol EDTA,pH 8.0、0.025%二甲苯青、0.025%溴酚蓝)混匀于97℃变性8 min,置40%乙醇碎冰中冰浴5 min,再快速加样于预冷1℃的8%非变性聚丙烯酰胺凝胶板(含5%甘油,丙烯酰胺与甲叉丙烯酰胺之比为19:1)上。13℃,400 V恒压电泳2~3 h。电泳缓冲液为0.5×TBE。银染,干胶。肿瘤组织和对应正常组织DNA在同一条件下进行PCR扩增,电泳,银染。如果出现完全一致的电泳条带,则MSI阴性;如果在比较中发现肿瘤标本条带出现增多,丢失或移位,则MSI阳性。
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    1.4 数据采用X2检验(软件:STAT V3.0)

    2 结果

    61例大肠癌中,18例为RER+(29.5%)。RER阳性率在HNPCC为75%与散发性大肠癌的23.9%比(P=0.025)有显著差异。RER+肿瘤大多为低分化大肠癌(P<0.0001),多位于右半结肠(P<0.05),有家族史,年龄小于35岁患者RER+所占比例高,见表1(分化不良型:低分化腺癌、未分化癌、粘液腺癌、印戒细胞癌。分化型 :乳头状腺癌、中分化腺癌、高分化腺癌、腺瘤癌变)。用7例外周血标本作为正常对照,对病理为阴性的肿瘤旁切缘组织进行MSI检测,发现2例手术切缘组织表现与外周血异样,而与肿瘤组织相同或相异的条带,并观察到病理证实为阴性的肿瘤旁切缘组织,存在血标本向肿瘤组织过渡的带型。

    表1 RER+大肠癌临床相关性比较
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    Tab.1 Clinic pertinence comparison of RER+ CRC Index of

    Clinic pertinence

    n

    RER+

    n

    %

    Age(yr)

    4-34

    10

    4

    40%
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    35-50

    21

    6

    30%

    51-79

    30

    8

    26.7%

    Sex

    Female

    31

    8

    25.8%
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    Male

    30

    10

    33.3%

    Family history

    +

    7

    4

    57.2%

    -

    54

    14

    25.9%
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    Differentiation

    Poor

    17

    10

    58.7%**

    Good

    44

    8

    18.2%

    Location

    Right colon

    31

    13
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    42%*

    Left colon

    30

    5

    16.7%

    Type

    HNPCC

    4

    3

    75%**

    Sporadic

    57

    15
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    26.3%

    Duckes’stage

    A,B

    37

    14

    37.7%

    C,D

    24

    4

    16.7%

    *P<0.05 , ** P<0.01

    3 讨论

    RER发生在大肠癌的早期阶段或癌前阶段,出现在大肠腺瘤向大肠癌的进展过程中,RER+大肠腺瘤易于发展成大肠癌[4~6]。目前估计,80%以上的HNPCC和15%左右的散发性大肠癌表现为RER+[7]。许多研究显示RER+大肠癌与RER-大肠癌比较有不同的生物学特性,归纳起来,RER+大肠癌有以下特性[8~10]:(1)发病年龄较年轻,35岁以下患者RER阳性比例最高;(2)多位于右半结肠,易发生肠内或肠外其它器官的多发性肿瘤,多发性肿瘤RER阳性率(89%)明显高于单发性肿瘤(11%),术后易再发其它原发恶性肿瘤;(3)DNA多为二倍体或近二倍体;(4)对某些化疗药物(如顺铂)有原发耐药性;(5)具有高突变性,许多癌基因及抑癌基因(如RAS,P53,APC等)突变数目明显增多;(6)粘液腺癌多见,组织分化差,多浸润生长,肿块较大,但较少发生淋巴结转移,预后较好。
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    本文RER+大肠癌大多为低分化大肠癌(P<0.0001),多位于右半结肠(P<0.05);有家族史,年龄小于35岁,Duckes分期A、B期患者所占比例高,但与家族史阴性,年龄大于35岁,Duckes分期C、D期患者相比无显著差异。75%(80%)HNPCC,26.3%(15%)散发性大肠癌表现为RER+,61例大肠癌中,有4例HNPCC,占6.6%(5~10%),与文献报道的基本相符。

    需指出的是作者从7例病理阴性的手术切缘检测出2例与血标本异样,但与相应的肿瘤组织切缘相同或相异的RER表型。并观察到病理证实为阴性的肿瘤旁切缘组织,存在血标本向肿瘤组织过渡的带型。而这2例病人均为粘液腺癌,年龄分别为27岁、59岁,发病年龄较轻。另一例33岁的大肠癌患者,1995年行升结肠大肠癌切除术,1996年因复发再次行升结肠大肠癌切除术。而HNPCC中第一次手术切除癌组织后,40%将在10年内复发,这是否与病理阴性的手术切缘已存在了RER+分子表型或存在较少的肿瘤细胞有关呢?这些残存的肿瘤细胞和/或RER+的癌前细胞很可能是肿瘤原位迅速复发的重要原因。通过RER的检测,可很好地指导手术切缘。
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    导致RER+原因有两个:一是慢性炎症,溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)目前公认是一种癌前病变。Brentnall等[11]发现UC的病变也可发生RER+。在分子水平,慢性炎症可产生大量活性氧,如-OH,H2O2,O2等。这些活性氧不但可直接损伤DNA,而且还可损伤DNA的摸板,影响DNA精确复制。因此,有可能仅由慢性炎症即可导致RER+。另一个是DNA错配修复基因(MMR)缺陷引起。在癌变过程中MMR基因通过两个等位基因体细胞的突变(散发性病例)或一个生殖细胞的突变伴另一个体细胞的突变(遗传性病例),而使功能丧失。单独MMR缺陷不足引起肿瘤,MMR基因的缺陷主要通过三条途径促进肿瘤的发生与发展:(1)增加癌基因和/或肿瘤抑制基因的突变频率;(2)使一些重要功能基因发生遗传不稳定性;(3)通过一些化学物质如烷化剂对细胞损伤导致肿瘤发生。由于对烷化剂耐受,DNA错配修复功能缺陷细胞具有生长优势,加速肿瘤的发生[12]
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    RER大肠癌的研究,有助于进一步阐明大肠癌的发病机理。RER阳性大肠癌有其特有的生物学特性,故检测大肠癌的RER状态也有一定的应用价值。如,RER阳性的大肠腺瘤易发展成大肠癌,对这些病人应严密随访;RER主要发生在家族性大肠癌,所以检测RER状态可作为家族性肿瘤的初步筛选方法[8,13]。又如,RER阳性大肠癌患者易患重复癌(同时/异时),因此,对该类阳性患者术后应密切观察。RER阳性大肠癌对某些化疗药物耐药,所以化疗时选择药物应注意。RER阳性患者的一级亲属患恶性肿瘤的危险性明显增高,应作为高危人群定期随访[2,10,12,13],RER阳性存在于病理阴性的手术切缘,可指导手术切缘。

    虽然RER+大肠癌的研究取得很多进展,但仍存在许多问题尚未解决。如,RER状态的确定和检测时所用微卫星标记的数目及微卫星位点的选择无统一标准,致使各家报道的RER阳性率不同;RER阳性大肠癌所具有的生物学特征是怎样获得的仍不清楚。这些问题都需进一步研究。
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    参考文献

    1 Aaltonen LA, Peltomaki P, Leach FS et al. Clues to the Pathogenesis of Familial Colorectal Cancer. Science, 1993, 260(5109):812

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    3 郭 文,张亚历。微卫星DNA不稳定性与胃癌相关性研究。现代消化病及内镜杂志,1996,1(3):229

    4 Sankila R, Aaltonen LA, Jarvinen HJ et al. Better survival rates in patients with MLH1-associated hereditary colorectal cancer. Gastro-enterology 1996,110(3):682
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    11 Brentnall TA,Crispin DA. Microsatellite instability in nonneoplastic mucosa from patients with chronic ulcerative colitis. Cancer Res, 1996,56(6):1237

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    13 Jass JR, Stewart SM. Evolutioin of hereditary non-polyposis colorectal cancer. Gut, 1992,33(6):783

    (收稿日期:1998-11-22), http://www.100md.com