DNA甲基化和肿瘤的关系
DNA甲基化(DNA methylation)为DNA化学修饰的一种形式,是指DNA分子在DNA甲基转移酶的作用下将甲基选择性地添加到特定碱基上的过程。DNA甲基化能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现,是最重要的表观遗传调控方式之一。
胞嘧啶(C)第五个碳原子上连接一个甲基基团
DNA甲基化参与基因转录调控、细胞分化、胚胎发育、X染色体失活、基因印记和肿瘤的发生等过程。
DNA甲基化导致基因表达下调或沉默
在人基因组中,90%以上的CpG位点是被甲基化的,但是CpG岛甲基化程度通常很低,这种情况下,不影响蛋白结合到DNA的启动子区域来启动转录,进而使基因表达。转录因子结合的地方恰好被甲基化,转录因子不能与启动子结合,使转录沉默,基因表达下调或沉默。
* CpG岛(CpG islands):富含CG序列,多分布于基因启动子区、5'调控区及第一外显子。除重复序列外,人类基因组中约有25,000个CpG岛,其中75%的岛长小于850bp。
适用于不同肿瘤发展阶段的检测技术
大量的DNA甲基化变异贯穿于正常细胞变为肿瘤细胞的全过程,且发生于肿瘤超早期,超前于基因突变。相比基因组,DNA甲基化处于动态变化中,能够像年轮一样记录环境因素的影响。
如果以上表述专业名词太多,造成理解困难,让我们来用生产子弹(抑癌蛋白)的流水线和入侵的敌人(肿瘤细胞)来解释一下——
人体产生抑癌蛋白就好比工厂的很多条生产子弹的流水线。每一条流水线都有一个铁质开关。开启开关之后,流水线就可以正常生产对抗敌人所需要的子弹,用来打击敌人。
甲基化就好比开关上的生锈点。铁质开关都会存在一部分的生锈点,但在生锈点不多的情况下,不影响开关的开启,也不影响子弹的生产。一旦开关生锈得特别厉害,它就很难开启,甚至无法开启,进而影响流水线的生产效率,子弹的生产就得不到保障。
当越来越多的开关严重生锈,越来越多的流水线就会停产。库存的子弹消耗完了,就无法阻止敌人入侵,肿瘤就会发生和发展。
宫颈癌DNA甲基化检测有必要
众所周知,HPV是导致宫颈癌发生的主要原因,但从感染HPV到宫颈癌要经过好几年甚至十几年的时间。
如果说其他针对子宫颈癌的检测方式都是从病毒或者宿主细胞层面进行筛查及分流,那DNA甲基化检测就是从宿主基因层面进行分析检测,从而预测罹患宫颈癌的风险。
宫颈癌DNA甲基化分子检测临床路径建议
作为新兴的筛查分流方式,针对高危型HPV阳性或者细胞学≥ASCUS的患者,均可推荐宫颈癌DNA甲基化分子检测。
相比细胞学检查和HPV检测,宫颈癌DNA甲基化分子检测强阳性提示了宫颈癌或者高级别病变的发生,避免了传统检测手段的局限性以及阴道镜检测取材等人工操作导致的漏诊情况,能有效防治患者宫颈高级别病变或者宫颈癌的进一步发展。
临床病例1
患者:55岁,绝经6年,下腹疼痛,阴道不规则出血
患者1年生理困扰, 至县城医院妇科门诊
2019年1月:细胞学结果为ASCUS;
2019年1月:DNA甲基化检测高风险 & HPV16阳性
2019年2月:活检结果为慢性发炎伴糜烂(医师建议随访);仍无法解决患者生理困扰, 因此换至北京大型三甲医院
2019年2月:细胞抹片检测结果为非典型鳞状上皮细胞,不排除鳞状上皮内病变;HPV检测:HPV16阳性;阴道镜活检结果:CIN2-CIN3,VAIN;
2019年3月:进行锥切手术(病理结果:鳞状细胞癌);
2019年3月: 广泛子宫切除。
术后随访
2019年6月:DNA甲基化检测低风险
2020年7月:DNA甲基化检测结果为ΔCt=N.D.(低风险)
临床病例2
患者:46 岁
现病史:
上海A医院(某三甲医院):
HPV:16+18+53+82+44+;TCT:NILM。
上海B医院(某三甲医院):
阴道镜病理:(宫颈)慢性炎伴鳞状上皮增生,可见挖空细胞,符合LSIL;DNA甲基化检测为高风险,△CtP=1.55; △CtJ=4.1。
上海某妇产科医院(某三甲医院):
病理会诊(宫颈)慢性宫颈炎,游离鳞状上皮低级别鳞状上皮内病变,局灶高级别鳞状上皮内病变。
治疗:宫颈LEEP术,术后病理宫颈高级别鳞状上皮内病变累及腺体。
宫颈癌DNA甲基化检测应用范围
《中国子宫颈癌三级规范化防治蓝皮书》
2023年5月,《中国子宫颈癌三级规范化防治蓝皮书》编撰项目在京启动,近50位不同领域专家参与编撰,目前已完成第三次编审修订会。其中,《蓝皮书》对宫颈癌DNA甲基化检测进行了推荐,并建议DNA甲基化临床应用包括:HR-HPV阳性患者管理、HR-HPV阳性育龄妇女的管理、LSIL/ASCUS细胞学分类和三型转化区与腺癌患者管理。
迪安诊断开展的宫颈癌双基因甲基化检测服务,使用PCR-荧光探针法对PAX1 & JAM3基因甲基化程度进行检测,是衡量受检者患宫颈高级别病变(HSIL)或宫颈癌风险的指标。其结果以数值形式(ΔCt)呈现,ΔCtP≤6.6表明PAX1基因发生较高甲基化,ΔCtJ≤10表明JAM3基因发生较高甲基化。
PAX1或JAM3中的任一基因有较高甲基化现象,那这个患者就属于宫颈癌的高危人群。
宫颈癌DNA甲基化检测应用场景
此外,PAX1 & JAM3宫颈癌DNA甲基化检测的应用场景还包括防癌体检、辅助诊断、癌前病变管理以及复发监测等不同的疾病阶段。
参考文献
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