拷贝数变异在妇科恶性肿瘤中的研究进展

康雅芳，孙蓬明

拷贝数变异在妇科恶性肿瘤中的研究进展

康雅芳，孙蓬明△

在许多疾病中，拷贝数变异（copy number variations，CNVs）可作为有意义的疾病易感标志。从患者癌变和正常组织内获得的大量染色体拷贝数图谱不仅可以反映机体的变化，还能反映增加患癌风险的种系CNVs。测定CNVs的方法主要包括基因芯片技术、高通量测序、实时定量聚合酶链反应技术、荧光原位杂交等，其中基因芯片技术最为突出。目前对妇科恶性肿瘤中CNVs变化的研究还较为有限。综述CNVs与一些妇科恶性肿瘤的密切关联，例如卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌等，并对相关CNVs进行综合挖掘及生物信息学分析，从而更好地理解妇科恶性肿瘤的进展、恶化机制，为肿瘤的防治，诊断及治疗等方面提供新的思路和方法。

变异（遗传学）；寡核苷酸序列分析；聚合酶链反应；卵巢肿瘤；宫颈肿瘤；子宫内膜肿瘤

拷贝数变异（copy number variations，CNVs）是人类基因组内不同的DNA片段拷贝数发生变异，其范围可以从1 kb到数Mb不等，变异主要来源于单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs），基因片段的删除、插入、复制和复合多位点的变异等类型［1］。因此，CNVs是造成个体差异的重要遗传基础，其在人类基因组中分布广泛，其覆盖的核苷酸总数显著超过SNPs的总数，极大地丰富了基因组遗传变异的多样性。近来，CNVs被认为是肿瘤遗传变异的关键因素，并获得越来越多的关注［2-3］。CNVs与某些肿瘤的发生、发展和转移息息相关。本文通过现阶段妇科恶性肿瘤（如卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌）中CNVs的相关研究，对妇科疾病的发生和恶化机制有了进一步的理解，进而为肿瘤的预防、诊断及治疗提供新的思路和方法，不断促进女性生殖健康。

1 CNVs的研究现况

2006年，Redon等［4］建立了第1个大规模CNVs人口统计库，统计结果显示，预计有12%的人群存在CNVs。近来基因组变异数据库（Database ofGenomic Variants，DGV）更新，数据显示在CNVs中大约含有22%的人类模式生物基因组，使它们在个体间变成最普遍的基因组变异类型［5］。早期，全基因组关联研究（genome-wideassociation studies，GWAS）着重于鉴别与疾病相关的SNPs。以前利用不断改善阵列平台和算法去推测同一阵列的CNVs，近来更加着重于研究CNVs是否可以作为潜在的易感基因，去鉴别一系列疾病（例如感染、自身免疫性疾病和神经疾病以及癌症）［6］。同时，相关的研究结果也为这些癌症患者创建了一个CNVs的原始数据库，可以作为某些癌症筛查的特定生物标志物，这为疾病的诊疗提供了一个新的平台。

2 CNVs的检测方法

目前测定CNVs的方法主要包括基因芯片技术、高通量测序、实时定量聚合酶链反应（real-time quantitative PCR）技术、荧光原位杂交（FISH）等，其中基因芯片技术最为突出。基因芯片和二代测序方法的分辨率相对较高，且检测范围覆盖全基因组。基因芯片技术性价比相对更高，其可以利用一张芯片，快速、准确地检测出多种数据；二代测序需要仪器设备，成本较高；FISH技术只能检测已知位点，且通量较小，1次最多只能检测5～8个位点。

基于基因芯片技术的比较基因组杂交芯片（array-based comparative genomic hybridization，aCGH）技术是目前检测CNV最常用的方法，随着人类基因组测序工作顺利进行，BAC文库、cDNA文库和Contig文库在公共数据库中大量积累，更有利于基因芯片技术的广泛运用。近年来，该技术的发展主要集中在阵列的点样数目不断增加，且探针长度缩短，从而加强对全基因组中多个CNVs片段的检测，增加图谱的清晰度。这也使得该技术逐渐取代了只能对生物某一个体或某一分类单位体细胞染色体进行分析的染色体组型分析技术而被广泛应用于临床［7］。

二代测序技术的出现也为基因结构变化的研究带来了革命性变化，是高通量测序检测技术的代表。检测原理利用可逆性末端边合成边测序反应，具有高通量性和精确性，能够最直接地检测出全基因组中基因片段的增多或缺失。由于该技术覆盖了全基因组，检测耗时且成本高，实验所产生的数据分析计算量大。

而实时荧光定量PCR技术是通过实时监测PCR过程达到精确定量起始模板拷贝数。该技术分别针对待检测基因片段上的序列和对照基因序列设计两对引物和标记不同荧光基团的检测探针。通过对扩增后两个探针信号指示的Ct值进行比较从而判断目标基因拷贝数。但该技术通量小，只能针对单个基因片段进行检测。

3 CNVs与肿瘤发生、发展的关系

肿瘤的发生是一系列分子结构或成分变化的结果，基因组区域反复发生基因CNVs，多种肿瘤相关基因表达失常或肿瘤抑制基因失活都会促进肿瘤的生长。肿瘤转移能力的获得，同肿瘤的发生、发展一样，是多基因的结构、功能和表达改变积累的结果。基因的遗传多态性是造成每个个体对肿瘤易感性不同的重要原因。例如同源异型盒基因DLX4和表皮生长因子受体ErbB2基因与乳腺癌预后不良相关［8］；在1q21.1位点上的NBPF基因家族倾向于人神经母细胞瘤［9］；GREM调节区域的高表达或基因POLE变异易诱导遗传性大肠癌的发生［10］。因此，通过研究这些重要基因CNVs，可以进一步了解妇科恶性肿瘤的发生、发展和转移。

3.1 CNVs在卵巢癌的研究进展卵巢癌是全球女性癌症中第4位常见的疾病。利用SNPs扫描芯片检测染色体CNVs，全基因组表达谱芯片检测差异表达基因，并采用生物信息学方法进行相关性分析的结果显示，1，2，3，4，5，6，9，11和12号染色体CNVs均与卵巢癌的转移密切相关。差异表达基因大多属于酶及其调控子基因，其次是信号传导基因、核酸结合基因和蛋白结合基因。研究还发现，至少40个CNVs才能够引起1个基因的差异表达［11］。然而，要从大量编码基因组中寻找出癌症的关键驱动基因编码区域，谱相分析为癌症相关的基因CNVs提供了一个新的理解方式［12］。

相关研究分析显示，总共有12个基因位点与卵巢癌的发生有显著的联系，12个基因位点上存在6个编码区域，有2个是获得性CNV区域。其中1个在2p25.3，该基因位点上存在SH3YL1编码区域；另1个在1q42.2，且与精神分裂症断裂基因1（DISC1）、DISC2、功能性融合转录本TSNAX-DISC1基因发生区域重叠。在许多卵巢癌患者中，分别位于10，5和18号染色体上的相互作用蛋白质2C同系物（DIP2C）、同源盒基因MSX2、结直肠癌缺失基因（DCC）和内皮脂酶（LIPG）基因与卵巢癌的发生有关联［13］。研究还发现，至少有10%的卵巢癌具有遗传性，且与显性常染色体综合征相关［14］。罕见的遗传性综合征包括Peutz-Jeghers综合征（PJS）和Gorlin综合征，它们分别发生STK11和Patch基因丢失，最终导致早期卵巢癌的发病率增加［15］。此外，研究数据显示，至少20%的卵巢癌患者中可检测到乳腺癌易感基因1（BRCA1）和BRCA2发生基因突变［16］。近来研究发现，能够有效抑制浆液性卵巢癌增长还依赖于突变型p53基因的功能［17］，深入了解并加以运用，该基因则有望成为控制卵巢癌病程的新靶点。

3.2 CNVs在宫颈癌中的研究进展宫颈癌是全球女性癌症中第2常见的疾病，宫颈上皮内瘤变（CIN）或宫颈非典型增生是常见的癌前病变，与浸润性癌的发展息息相关。研究发现，大约70%的宫颈癌患者中，最常见的基因改变是3号染色体的长臂发生扩增。该染色体3q26区域的RNA基因人类染色体端粒酶亚基容易诱发宫颈癌的发生。另1个常见的染色体畸变是8q24区域的恶性扩增，从而导致myc原癌基因异常［18-19］。位于染色体1p36.22区域的胚胎移植前基因（PGD）则可作为诊断宫颈癌的有效生物标志物［20］。此外，周期性发生E322K替换丝裂原活化蛋白激酶1（MAPK1），人白细胞抗原（HLA）-B发生基因灭活，EP300、FBXW 7、NFE2L2、TP53、ErbB2发生突变都与宫颈癌的发生密切相关。宫颈鳞状细胞癌患者在TpC二核苷酸处发生变异的频率高于宫颈腺癌患者［21］。临床数据显示，基因CNVs与宫颈癌治疗预后相关。例如宫颈鳞状细胞癌患者经顺铂同步放化疗后，会出现体细胞突变和PIK3CA致癌基因拷贝数的异常扩增［22］。

3.3 CNVs在子宫内膜癌的研究进展子宫内膜癌是妇科常见的恶性肿瘤之一。在一小部分的子宫内膜癌早期患者中发现，促黑素2（MSH2）、MSH6和PMS2基因错配修复时易发生高风险的种系突变，并且具有家族遗传性。在子宫内膜癌患者中还会出现一些罕见的种系拷贝数缺失，它们会干扰基因型、CpG岛和sno/miRNAs，从而可能导致基因调节异常和肿瘤的发生［23］。研究发现，谷胱甘肽巯基转移酶T1（GSTT1）基因拷贝数扩增会提高子宫内膜癌的患病风险，而谷胱甘肽巯基转移酶M1（GSTM1）基因拷贝数不影响。这是因为GSTT1和GSTM1基因的底物特异性不同，GSTT1生成中间体可能对子宫内膜细胞具有基因毒性，且至少要存在2个GSTT1基因才会增加子宫内膜癌的患病风险［24］。此外，在染色体16q22上的肿瘤抑制基因编码的CTCF和ZFHX3基因发生失活或缺失，也会影响子宫内膜癌的发生［25］。通过监测相关CNVs，尽早发现某些特定基因异常，可以有效监管子宫内膜癌的患病风险。还有研究证实，子宫内膜癌的特色基因包括POLE基因超变区变异、微序列变异、拷贝数基因含量过低和拷贝数基因含量过高，它们可能会影响子宫内膜癌患者的术后辅助治疗［26］。

5 结语与展望

综上所述，妇科恶性肿瘤的发生、发展是多基因异常引起的遗传变异和转录调节失常，从而导致细胞恶性转化的结果［27］。通过对卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌CNVs数据的深入探索及综合分析，能够高效、系统地获得3种妇科恶性肿瘤的相关疾病信息，从而更好地理解疾病的进展及其恶化机制，为肿瘤的防治、诊断及治疗提供新的思路和方法，为女性健康保驾护航。

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Research Progress of Copy Number Variation in Gynecological Malignant Tumors

KANG Ya-fang，SUN Peng-ming.

Fujian Provincial Maternity and Children′s Health Hospital，Institute of Gynecologic Oncology，Fujian Provincial Maternity and Children′sHealth Hospitalof Fujian MedicalUniversity，Fuzhou 350001，China

SUNPeng-ming，E-mail：sunfemy@hotmail.com

Copy number variations（CNVs）can serve as significantdisease susceptibilitymarkers inmany disorders.The availability of a large number of chromosomal copy number profiles in both malignant and normal tissues in cancer patients presentsan opportunity to characterize notonly somatic alterations butalso germline CNVs，whichmay confer increased risk for cancer.The determinationmethods of CNVsmainly includes the gene chip technology，high throughput sequencing，real-time quantitative PCR and FISH，etc.Themost importantmethod is the gene chip technology.At present the study of CNVs in gynecologicmalignant tumor is relatively limited.The article focus on researching that CNVs is closely related to some tumor disease of gynaecology，such as ovarian cancer，cervical cancer，endometrial cancer.Comprehensivemining of copy number variations and bioinformatics analysis，understanding of the progress of the gynecological malignant tumors，degradation mechanism，and providenew ideasandmethods for tumorprevention，diagnosisand treatment.

Variation（genetics）；Oligonucleotide array sequence analysis；Polymerase chain reaction；Ovarian neoplasms；Uterine cervicalneoplasms；Endometrialneoplasms（JInt Obstet Gynecol，2016，43：493-496）

2016-02-22）

［本文编辑王昕］

2015年福建省卫生系统中青年骨干人才培养项目［闽卫科教函（2014）385号2014-ZQN-ZD-5］

350001福州，福建省妇幼保健院妇科肿瘤实验室，福建医科大学附属福建省妇幼保健院

孙蓬明，E-mail：sunfemy@hotmail.com

△审校者