引用本文： 張云璐, 荊鵬飛, 聶攀, 王存. 遺傳性結直腸癌突變基因序列的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2020, 27(5): 634-640. doi: 10.7507/1007-9424.201907119 復制
中國已成為全世界結直腸癌（colorectal cancer，CRC）年新發病例數最多的國家[1]。有數據[1]顯示，現階段，CRC 是中國僅有的發病率仍在上升的消化系統惡性腫瘤，且年輕化趨勢日益明顯。由于 CRC 的發病早期無明顯癥狀，且高危人群的篩查覆蓋率低，故其發現時多屬中晚期，嚴重影響和威脅我國居民的身體健康。研究和統計發現，CRC 是一類具有遺傳特性的惡性腫瘤，約 1/3 的患者可追溯腫瘤家族史，5%～6% 的患者可經基因胚系突變檢測確診為遺傳性 CRC[2]。對罹患 CRC 患者的家系及家族成員進行早篩查、早診斷和早治療，可降低 CRC 患者的死亡風險，改變這個疾病的自然病程。根據 CRC 有無遺傳特性分為散發性 CRC（約占 2/3）和遺傳性 CRC（約占 1/3）[3]。遺傳性 CRC 根據是否與已知致癌基因的種系突變有關分為兩類，前者（致癌基因的種系突變已知）包括腺瘤性息肉病綜合征（占遺傳性 CRC 總數的比例>1%）、林奇綜合征（Lynch syndrome，LS，占 2%～3%）和錯構瘤息肉病綜合征（<0.1%）；后者（10%～30%）則包括家族性結直腸癌 X 型（familial colorectal cancer type X，FCCTX）、減毒腺瘤性息肉病（attenuated adenomatous polyposis，AAP）、鋸齒狀息肉病綜合征（serrated polyposis syndrome，SPS）等[3]。研究相關病種的突變基因序列，可以為 CRC 的精確診療提供幫助。筆者現就遺傳性 CRC 相關突變基因的研究現狀加以綜述。
1 致癌基因種系突變已知
1.1 腺瘤性息肉病綜合征
腺瘤性息肉病綜合征以家族性腺瘤性息肉病（familial adenomatous polyposis，FAP）和 MUTYH 相關性息肉（human MUTYH homolog-associated polyposis，MAP）最多見。臨床診斷為 FAP 的病例可能在分子水平上有不同的診斷[4]。現階段，有文獻[5]提出，胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 基因相關性息肉（NTHL1-associated polyposis，NAP）和聚合酶校對相關性息肉（polymerase proofreading-associated polyposis，PPAP）也可納入其中，但因它的研究數量少、研究時間尚短，故其致病基因與臨床表現的關系尚無明確定論，需進一步追蹤研究。
1.1.1 FAP
FAP 是一種常染色體顯性遺傳疾病，以結直腸多發息肉為臨床表現，其發病年齡早，約 95% 患者在 35 歲前發病，年輕的 FAP 患者平均每年新發 25 個新息肉，未行預防性結直腸切除術的患者終生患 CRC 的風險接近 100%[6]。根據遺傳病因和臨床表現的差異，可分為經典型 FAP（classical FAP，CFAP）、衰減型 FAP（attenuated FAP，AFAP）、Gardner 綜合征等[7]。
臨床中 CFAP 和 AFAP 最多見，AFAP 的臨床診斷標準與 CFAP 相比，具有腺瘤數目較少（<100 個）、發病年齡及惡變年齡更晚，以及病變部位于近端結腸更多見的特點[8]。在 90% 以上的 CFAP 病例中，染色體 5q21 區中腺瘤樣結腸息肉易感基因（adenomatous polyposis coli，APC）的種系突變可以通過臨床基因檢測檢測到[9]。APC 基因是參與 WNT/β 連環蛋白信號通路的腫瘤抑制基因，其編碼 APC 蛋白，蛋白明顯位于結直腸上皮細胞基底膜側，可與 β 連環蛋白形成復合物，從而使 β 連環蛋白降解，是 β 連環蛋白的負性調節因子[10]。如果缺乏 APC 蛋白，過多的 β 連環蛋白就會聚集在細胞核中，影響細胞黏附及細胞間信號傳遞，最終導致細胞分裂的加速，促進腫瘤的發生發展。有研究[11]證實，在部分非 FAP 的散發性結直腸腫瘤中同樣發現有部分存在體細胞嵌合 APC 突變，高度提示 APC 基因與 CRC 存在相關性。
Gardner 綜合征是一種較為罕見的 FAP 亞型，約占 FAP 患者數量的 10%，臨床表現以結直腸多發息肉、軟組織腫瘤和骨瘤三者同時出現居多，根據特征性臨床表現即可確診[12]。此病具有高度惡變潛能，據統計[13]，40 歲前未經治療的 Gardner 綜合征患者其結直腸息肉發生癌變居多，其突變基因也為 APC，故對可疑患者建議早期行 APC 基因檢測。
綜上，家族性腺瘤性息肉病 APC 基因突變的鑒定對高危家族成員具有重要意義，被確認攜帶 APC 基因突變的個體應在 10～12 歲開始每年的結直腸環境監測[14]。
1.1.2 MAP
臨床表現典型的 FAP 患者中，另有少部分（約 10%）病例發現 MUTYH 相關雙等位基因突變[15]，其 APC 基因突變檢測為陰性，呈常染色體隱性遺傳，稱為 MAP。MUTYH 基因是一類堿基切除修復基因，位于染色體 1p32.1 至 p34.3，其編碼的特異性蛋白—腺嘌呤轉葡糖基酶，可切除 DNA 子鏈中與母鏈 8-oxodG 錯配的腺嘌呤[16]。若 MUTYH 蛋白失活，可能導致復制過程中 G∶C-A∶T 的顛換，促進后期結直腸惡性腫瘤的發生。MAP 更傾向出現近端病變，黏液組織型發生率高，腫瘤浸潤性淋巴細胞（TILs）增多明顯[17]。雖然 MUTYH 基因突變攜帶者中息肉病表型的嚴重程度是可變的，但一般建議雙等位基因攜帶者應在 18～20 歲開始，每 2 年進行 1 次結腸鏡檢查，25～30 歲開始行胃鏡檢查[14]。
Weren 等[18]在對 41 個家族 51 例腺瘤性息肉病的全外顯子測序（whole exome sequencing，WES）分析中發現，有 3 個荷蘭家族具有胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 （NTHL1）基因純合突變，呈常染色體隱性遺傳，故稱為 NAP。NTHL1 基因類似于 MUTYH 基因，參與編碼轉葡糖基酶，亦參與堿基切除修復過程，但較前者能修復更多的 DNA 損害，是氧化 DNA 損害修復的主要修復途徑。由于其發現時間較短，臨床表現尚未清晰，研究人員認為這是一種新的癌癥綜合征[4, 19]。
另有遺傳學者[20]在對<60 歲、>10 個腺瘤、無 APC/MUTYH/錯配修復（mismatch repair，MMR）基因突變者進行全基因組重測序（whole-genome sequencing，WGS）/WES 和連鎖分析時發現，多個結直腸腺瘤和 CRC 的家族存在編碼 DNA 聚合酶 ε 基因 ［polymerase（DNA）epsilon，catalytic subunit，POLE］ 和編碼 DNA 聚合酶 δ1基因 ［polymerase（DNA）delta 1，catalytic subunit，POLD1］ 突變，導致外切酶結構域的突變，呈常染色體顯性遺傳，稱為 PPAP。該兩種基因突變還可增加腫瘤的體細胞突變率，故使得患者的原發腫瘤位置表現呈多樣性[4, 21]。POLE 和 POLD1 基因突變增加子宮內膜癌的患病風險，POLD1 基因還與乳腺癌和腦腫瘤相關。
1.2 LS
LS 是一種易患 CRC 和其他系統惡性腫瘤的常染色體顯性遺傳疾病，其臨床診斷標準參考 Amsterdam 標準Ⅱ[22]，2003 年針對中國患者的發病特點提出了中國人的 LS 家系標準[23]，二者均以家族史作為診斷基礎（表 1）。
表1
LS 診斷標準的比較
然而據統計，在疾病早期，仍有 17% 的 LS 患者未能經家族患病歷史被明確診斷[24]，故指南建議對家系成員行基因胚系檢測[14]。在符合 LS 臨床診斷標準的人群中，超過 90% 的 LS 相關結直腸腫瘤表達出 MMR 基因的缺失和高微衛星不穩定性（high microsatellite instability，MSI-H）[25]。MMR 系統可糾正 DNA 復制過程中產生的，或是外源性損害導致的堿基錯配、插入及丟失。該系統中 MMR 基因的突變或修飾（如甲基化），引起 MMR 蛋白丟失，可導致細胞錯配修復功能缺陷（deficient mismatch repair，dMMR），產生遺傳不穩定，表現為 DNA 復制錯誤或微衛星不穩定性（MSI）。很多生長調節相關的基因啟動子區含有微衛星 DNA 序列，在復制過程中 MSI 可導致這些基因的錯義突變或移碼突變，這種錯誤的不斷積累會導致腫瘤產生[26]。在 LS 中，起主要作用的 MMR 基因分別是 mutL 同族體 1（mutL homolog 1，MLH1）、mutL 同族體 2（mutS homolog 2，MSH2）、mutL 同族體 6（mutS homolog 6，MSH6）和 PMS1 同族體 2（PMS1 homolog 2，PMS2）。其中，MLH1 和 MSH2 的種系突變超過已鑒定突變的 90% 以上，MSH6 和 PMS2 的種系突變較少，分別占所有 MMR 基因突變的 7～10% 和不到 5%[27]。此外，有研究[28]也將上皮細胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，EPCAM）基因突變作為 LS 的主要病因，EPCAM 基因突變占所有 LS 患者的 1%～3%。EPCAM 基因缺失會導致 MSH2 啟動子甲基化，進而使 MSH2 沉默，導致 LS 發生。需說明的是，大約 20% 的散發性 CRC 患者因 MLH1 啟動子甲基化而表現出 MLH1 沉默[5]，其病因為 MMR 體細胞突變，臨床特征無家族遺傳性表現，故不屬于 LS。在所有散發的伴有 MLH1 基因高甲基化的微衛星不穩定腫瘤中，有 40%～87% 的腫瘤存在 BRAF 癌基因的特異性突變，通常為 V600E 錯義突變[29]，而 LS 患者 BRAFV600E基因突變罕見。與 MLH1 啟動子甲基化檢測相比，BRAF 基因檢測技術要求更低且成本更低，已成為區分散發性 CRC 和 LS 的替代分子方法。對 LS 患者的篩查，現多采用免疫組織化學法（immunohistochemistry，IHC）檢測 MMR 蛋白（圖 1），或采用聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction，PCR）方法檢測 MSI[30]。隨著科技的發展，高通量測序（next-generation sequencing，NGS）技術可以更加快速精確地進行腫瘤相關基因測序，未來將逐步成為基因檢測的主流技術。目前對于 LS 患者，建議 MMR 相關突變基因攜帶者在 20～25 歲即開始行全結腸鏡檢查，并堅持每1～2年復查1次（無隨訪停止年齡上限）[31]。
圖1
示 LS 的篩查流程（IHC 法）
1.3 錯構瘤息肉病綜合征
錯構瘤息肉病綜合征包括 Peutz-Jeghers 綜合征（Peutz-Jeghers syndrome，PJS）、幼年性息肉病綜合征（Juvenile polyposis syndrome，JPS）和考登綜合征（Cowden syndrome）。錯構瘤息肉病的定義為：胃腸道中超過 3～5 個錯構瘤息肉，在所有 CRC 病例中占比不及 0.5%[32]。這些遺傳綜合征很少見，每3 萬到 20 萬新生兒中才有 1 例發生[33]。
1.3.1 PJS
PJS 又稱家族性黏膜皮膚色素沉著胃腸道息肉病，其特征以黏膜、皮膚特定部位色素斑和多發的腸道錯構瘤性息肉為主要特征，呈常染色體顯性遺傳。此病胃腸道惡性腫瘤、胰腺惡性腫瘤及乳腺惡性腫瘤的發生率較高，患者在 70 歲之前罹患惡性腫瘤的風險為 85%～90%[34]。PJS 的發病率低，約 1/15 萬，診斷與臨床特征密切相關，大多通過臨床特征便可診斷，基因測試的特異性不高，在 50%～70% 的 PJS 患者中發現了絲氨酸蘇氨酸激酶 11（serine/threonine kinase 11，STK-11）腫瘤抑制基因的突變[35-36]。STK-11 基因位于 19 號染色體短臂（19p13.3），其編碼產物 AMPK 蛋白抑制生長正調節因子的活性，該基因突變導致調節因子的活性增加，從而引發腫瘤。還有報道稱 PJS 患者中存在 DNA 修復酶 MUTYH 基因的雜合變異，但在這一領域還缺乏類似的研究[37]。由于 PJS 的息肉主要位于空腸和回腸，故應對 PJS 患者定期進行小腸鏡檢查。
1.3.2 JPS
JPS 的臨床特點是幼年時期胃腸道多發息肉（≥3 個），息肉多見于胃或結腸，小腸較少見。患兒表現為腹痛、便血和貧血，同時伴有先天性畸形，如心瓣膜病、房間隔缺損等[32]。據統計，患兒一生罹患胃腸道腫瘤的風險為 40%～50%[38]。JPS 是一類常染色體顯性遺傳疾病，約在 50% 臨床診斷為 JPS 的個體中發現 SMAD4 和骨形態發生蛋白 1A 型受體（bone morphogenetic protein receptor type 1A，BMPR1A）基因突變，這些基因編碼的蛋白參與轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路，影響 TGF-β 對細胞的生長、分化和免疫功能的調節作用[39]。盡管基因檢測可以用于確定基因突變類型，但其臨床價值依然有限，有青少年息肉病的個人或家庭病史的人應該從 15 歲開始進行上、下內鏡檢查，目標是切除所有息肉，降低患癌風險[14]。
1.3.3 考登綜合征
考登綜合征以胃腸道多發性息肉、面部小丘疹、肢端角化病和口腔黏膜乳突樣病變為特征，是一類常染色體顯性遺傳疾病。該病并發其他系統惡性腫瘤的概率達 40% 以上[40]，常見有乳腺癌、子宮內膜癌和甲狀腺癌。其磷酸酶張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN）基因的突變增加了患癌癥的風險[41]。PTEN 基因定位于染色體 10q23.3，其編碼的蛋白質具有磷酸酯酶的活性，可拮抗腫瘤酪氨酸激酶的活性，從而抑制腫瘤的發生和發展。雖然考登綜合征常包括在錯構瘤息肉病綜合征中，但其結腸息肉表型有明顯的變異性。
2 致癌基因種系突變未知
2.1 FCCTX
FCCTX 是一類同樣符合 Amsterdam 標準Ⅱ的遺傳性非息肉性 CRC，呈常染色體顯性遺傳。不同于 LS，其 MMR 基因無相關胚系突變，呈微衛星穩定（microsatellite stability，MSS），臨床特征也有不同。其診斷年齡（50～60 歲）大于 LS 患者（約 40 歲），發病部位常見于左半結腸，較 LS 患者罹患 CRC 的風險低，且腸外腫瘤更加少見[42]，也稱為 LLS。現階段，FCCTX 的臨床檢測雖取得了進展，但其遺傳病因仍不清楚。不同的研究[43-44]表明，多種基因與 FCCTX 發病均有相關性，如乳腺癌相關 2 號基因（breast cancer 2，BRCA2）、鼠類肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）、APC 基因等，MMR 和 O-6-甲基鳥嘌呤 DNA 甲基轉移酶（O-6-methylguanine-DNA methyltransferas，MGMT）基因的高甲基化也不容忽視。CRC 的發生可能與相關細胞對生長抑制信號不敏感和凋亡受限相關。其中，BRCA2 基因的突變率最高（約 60%）[45]，而且它是最關鍵的 DNA 修復基因之一，與其他基因相比，它被認為在這類癌癥中扮演了一個重要角色。在最近對 48 個 FCCTX 家族的研究中，發現了 29 個 BRCA2 突變，包括 28 個點突變和 1 個移碼突變[44]。另外，Francisco 等[45]的回顧性數據發現，部分 FCCTX（約 72%）存在抑癌基因（tumor suppressor gene，TSG）表達缺失，而 TSG 表達缺失常伴 APC 和 KRAS 體細胞突變，以及 MGMT 甲基化。由于 FCCTX 的異質性，現階段暫無標準隨訪方案對其進行監測和干預。
2.2 AAP
AAP 在臨床上被定義為大于 10 但小于 100 的腺瘤性結腸息肉，與 FAP 中的亞型 AFAP 臨床鑒別困難。然而，APC 或 MUTYH 基因的突變在 AFAP 患者中占很大比例，但以上基因突變在 AAP 患者中的檢出率卻明顯降低。此外，PTEN 基因的突變可能導致罕見的 AAP，目前研究較少[41]。由于在息肉病表型中可以觀察到顯著的變異性，目前的指南仍建議對患有 10 個或 10 個以上腺瘤的個體進行 APC 和 MUTYH 基因突變的遺傳評估[14]。其他遺傳或環境因素在 AAP 發病機制中的作用仍有待明確，但這些患者的臨床治療重點仍是切除所有的腺瘤，目前也正在研究化學預防劑在 AAP 治療中的作用。
2.3 SPS
SPS 過去也稱增生性息肉病綜合征，根據大體病理的不同分為增生性息肉、無蒂鋸齒狀息肉和傳統鋸齒狀息肉，增生性息肉占 80%～90%，無蒂鋸齒狀息肉占 10%～25%，傳統鋸齒狀息肉僅占 1%～2%[46]。SPS 多不具有惡性潛力，但發現有 2% 的無蒂鋸齒狀息肉和傳統鋸齒狀息肉具有區別于增生性息肉的組織病理學特征，被認為是鋸齒狀 CRC 的前驅病灶，占 CRC 的 15%～30%[47]。根據現有研究，SPS 的致癌機制部分被認為是 CpG 島的表觀遺傳高甲基化，導致 TSG 沉默[48]。這類腫瘤以 CpG 島甲基化表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）為特征，呈 MSI-H。與 LS 患者的 MSI-H 腫瘤由 MMR 基因突變引起不同，這類 MSI-H 腫瘤在 BRAF 原癌基因和 CIMP 高表型中常有體細胞突變[49]。然而，SPS 的遺傳基礎仍尚未清楚，目前還沒有確定的候選基因。有研究[50]通過 WES 分析發現，ABI3BP 和 CATSPERB 基因的突變可能與 SPS 相關。但基于專家共識[51]，SPS 的臨床治療與 AAP 相似，目的是盡可能多地切除息肉。如果息肉不能內鏡處理，可以考慮手術切除。
2.4 Turcot 綜合征
Turcot 綜合征也稱膠質瘤息肉病綜合征，臨床上非常罕見，與 Gardner 綜合征類似，它也被看作是 FAP 的 1 個亞型。其特征為家族性多發性結腸腺瘤伴有中樞神經系統惡性腫瘤。其病因可能是幾種基因的突變：APC 基因和 MMR 基因突變均在不同家系中出現。與 LS 和 FAP 的單等位基因或雜合突變表現相比，導致 Turcot 綜合征發生的突變一般被證明是雙等位基因突變[52]。
3 研究意義
相比散發性 CRC 患者而言，遺傳性 CRC 患者發病時間早，從腺瘤發展為癌的時間明顯縮短，且異時性腫瘤的發生概率明顯增高，但若能早期篩查、及時監測并積極處理，其生存率明顯高于散發性患者[53]。同時，遺傳性 CRC 患者易伴發其他系統惡性腫瘤，對疾病基因進行早期篩查，結合患者不同的臨床表現，有利于早期明確診斷疾病，從而實現精準治療。現階段，我們之所以耗費時間精力去研究遺傳性 CRC 的基因突變相關序列，其根本目的是為了能更好地干預此類疾病的自然進程。既往診斷遺傳性癌癥依賴于臨床醫生依據特定的臨床標準和發現家族性癌癥的遺傳基礎。現在，新一代 NGS 技術提供了相對完整分析整個基因組和表觀基因組的機會，使人們有可能詳盡地檢查單個患者、家庭和大量跨國 CRC 病例的基因組和表觀基因組，相信未來遺傳性 CRC 的基因分析將更加完善。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：張云璐為本文第一作者，負責撰寫文章；王存為本文通信作者，參與工作指導及文章修改；荊鵬飛和聶攀參與了文章的討論及部分撰寫。
中國已成為全世界結直腸癌（colorectal cancer，CRC）年新發病例數最多的國家[1]。有數據[1]顯示，現階段，CRC 是中國僅有的發病率仍在上升的消化系統惡性腫瘤，且年輕化趨勢日益明顯。由于 CRC 的發病早期無明顯癥狀，且高危人群的篩查覆蓋率低，故其發現時多屬中晚期，嚴重影響和威脅我國居民的身體健康。研究和統計發現，CRC 是一類具有遺傳特性的惡性腫瘤，約 1/3 的患者可追溯腫瘤家族史，5%～6% 的患者可經基因胚系突變檢測確診為遺傳性 CRC[2]。對罹患 CRC 患者的家系及家族成員進行早篩查、早診斷和早治療，可降低 CRC 患者的死亡風險，改變這個疾病的自然病程。根據 CRC 有無遺傳特性分為散發性 CRC（約占 2/3）和遺傳性 CRC（約占 1/3）[3]。遺傳性 CRC 根據是否與已知致癌基因的種系突變有關分為兩類，前者（致癌基因的種系突變已知）包括腺瘤性息肉病綜合征（占遺傳性 CRC 總數的比例>1%）、林奇綜合征（Lynch syndrome，LS，占 2%～3%）和錯構瘤息肉病綜合征（<0.1%）；后者（10%～30%）則包括家族性結直腸癌 X 型（familial colorectal cancer type X，FCCTX）、減毒腺瘤性息肉病（attenuated adenomatous polyposis，AAP）、鋸齒狀息肉病綜合征（serrated polyposis syndrome，SPS）等[3]。研究相關病種的突變基因序列，可以為 CRC 的精確診療提供幫助。筆者現就遺傳性 CRC 相關突變基因的研究現狀加以綜述。
1 致癌基因種系突變已知
1.1 腺瘤性息肉病綜合征
腺瘤性息肉病綜合征以家族性腺瘤性息肉病（familial adenomatous polyposis，FAP）和 MUTYH 相關性息肉（human MUTYH homolog-associated polyposis，MAP）最多見。臨床診斷為 FAP 的病例可能在分子水平上有不同的診斷[4]。現階段，有文獻[5]提出，胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 基因相關性息肉（NTHL1-associated polyposis，NAP）和聚合酶校對相關性息肉（polymerase proofreading-associated polyposis，PPAP）也可納入其中，但因它的研究數量少、研究時間尚短，故其致病基因與臨床表現的關系尚無明確定論，需進一步追蹤研究。
1.1.1 FAP
FAP 是一種常染色體顯性遺傳疾病，以結直腸多發息肉為臨床表現，其發病年齡早，約 95% 患者在 35 歲前發病，年輕的 FAP 患者平均每年新發 25 個新息肉，未行預防性結直腸切除術的患者終生患 CRC 的風險接近 100%[6]。根據遺傳病因和臨床表現的差異，可分為經典型 FAP（classical FAP，CFAP）、衰減型 FAP（attenuated FAP，AFAP）、Gardner 綜合征等[7]。
臨床中 CFAP 和 AFAP 最多見，AFAP 的臨床診斷標準與 CFAP 相比，具有腺瘤數目較少（<100 個）、發病年齡及惡變年齡更晚，以及病變部位于近端結腸更多見的特點[8]。在 90% 以上的 CFAP 病例中，染色體 5q21 區中腺瘤樣結腸息肉易感基因（adenomatous polyposis coli，APC）的種系突變可以通過臨床基因檢測檢測到[9]。APC 基因是參與 WNT/β 連環蛋白信號通路的腫瘤抑制基因，其編碼 APC 蛋白，蛋白明顯位于結直腸上皮細胞基底膜側，可與 β 連環蛋白形成復合物，從而使 β 連環蛋白降解，是 β 連環蛋白的負性調節因子[10]。如果缺乏 APC 蛋白，過多的 β 連環蛋白就會聚集在細胞核中，影響細胞黏附及細胞間信號傳遞，最終導致細胞分裂的加速，促進腫瘤的發生發展。有研究[11]證實，在部分非 FAP 的散發性結直腸腫瘤中同樣發現有部分存在體細胞嵌合 APC 突變，高度提示 APC 基因與 CRC 存在相關性。
Gardner 綜合征是一種較為罕見的 FAP 亞型，約占 FAP 患者數量的 10%，臨床表現以結直腸多發息肉、軟組織腫瘤和骨瘤三者同時出現居多，根據特征性臨床表現即可確診[12]。此病具有高度惡變潛能，據統計[13]，40 歲前未經治療的 Gardner 綜合征患者其結直腸息肉發生癌變居多，其突變基因也為 APC，故對可疑患者建議早期行 APC 基因檢測。
綜上，家族性腺瘤性息肉病 APC 基因突變的鑒定對高危家族成員具有重要意義，被確認攜帶 APC 基因突變的個體應在 10～12 歲開始每年的結直腸環境監測[14]。
1.1.2 MAP
臨床表現典型的 FAP 患者中，另有少部分（約 10%）病例發現 MUTYH 相關雙等位基因突變[15]，其 APC 基因突變檢測為陰性，呈常染色體隱性遺傳，稱為 MAP。MUTYH 基因是一類堿基切除修復基因，位于染色體 1p32.1 至 p34.3，其編碼的特異性蛋白—腺嘌呤轉葡糖基酶，可切除 DNA 子鏈中與母鏈 8-oxodG 錯配的腺嘌呤[16]。若 MUTYH 蛋白失活，可能導致復制過程中 G∶C-A∶T 的顛換，促進后期結直腸惡性腫瘤的發生。MAP 更傾向出現近端病變，黏液組織型發生率高，腫瘤浸潤性淋巴細胞（TILs）增多明顯[17]。雖然 MUTYH 基因突變攜帶者中息肉病表型的嚴重程度是可變的，但一般建議雙等位基因攜帶者應在 18～20 歲開始，每 2 年進行 1 次結腸鏡檢查，25～30 歲開始行胃鏡檢查[14]。
Weren 等[18]在對 41 個家族 51 例腺瘤性息肉病的全外顯子測序（whole exome sequencing，WES）分析中發現，有 3 個荷蘭家族具有胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 （NTHL1）基因純合突變，呈常染色體隱性遺傳，故稱為 NAP。NTHL1 基因類似于 MUTYH 基因，參與編碼轉葡糖基酶，亦參與堿基切除修復過程，但較前者能修復更多的 DNA 損害，是氧化 DNA 損害修復的主要修復途徑。由于其發現時間較短，臨床表現尚未清晰，研究人員認為這是一種新的癌癥綜合征[4, 19]。
另有遺傳學者[20]在對<60 歲、>10 個腺瘤、無 APC/MUTYH/錯配修復（mismatch repair，MMR）基因突變者進行全基因組重測序（whole-genome sequencing，WGS）/WES 和連鎖分析時發現，多個結直腸腺瘤和 CRC 的家族存在編碼 DNA 聚合酶 ε 基因 ［polymerase（DNA）epsilon，catalytic subunit，POLE］ 和編碼 DNA 聚合酶 δ1基因 ［polymerase（DNA）delta 1，catalytic subunit，POLD1］ 突變，導致外切酶結構域的突變，呈常染色體顯性遺傳，稱為 PPAP。該兩種基因突變還可增加腫瘤的體細胞突變率，故使得患者的原發腫瘤位置表現呈多樣性[4, 21]。POLE 和 POLD1 基因突變增加子宮內膜癌的患病風險，POLD1 基因還與乳腺癌和腦腫瘤相關。
1.2 LS
LS 是一種易患 CRC 和其他系統惡性腫瘤的常染色體顯性遺傳疾病，其臨床診斷標準參考 Amsterdam 標準Ⅱ[22]，2003 年針對中國患者的發病特點提出了中國人的 LS 家系標準[23]，二者均以家族史作為診斷基礎（表 1）。
表1
LS 診斷標準的比較
然而據統計，在疾病早期，仍有 17% 的 LS 患者未能經家族患病歷史被明確診斷[24]，故指南建議對家系成員行基因胚系檢測[14]。在符合 LS 臨床診斷標準的人群中，超過 90% 的 LS 相關結直腸腫瘤表達出 MMR 基因的缺失和高微衛星不穩定性（high microsatellite instability，MSI-H）[25]。MMR 系統可糾正 DNA 復制過程中產生的，或是外源性損害導致的堿基錯配、插入及丟失。該系統中 MMR 基因的突變或修飾（如甲基化），引起 MMR 蛋白丟失，可導致細胞錯配修復功能缺陷（deficient mismatch repair，dMMR），產生遺傳不穩定，表現為 DNA 復制錯誤或微衛星不穩定性（MSI）。很多生長調節相關的基因啟動子區含有微衛星 DNA 序列，在復制過程中 MSI 可導致這些基因的錯義突變或移碼突變，這種錯誤的不斷積累會導致腫瘤產生[26]。在 LS 中，起主要作用的 MMR 基因分別是 mutL 同族體 1（mutL homolog 1，MLH1）、mutL 同族體 2（mutS homolog 2，MSH2）、mutL 同族體 6（mutS homolog 6，MSH6）和 PMS1 同族體 2（PMS1 homolog 2，PMS2）。其中，MLH1 和 MSH2 的種系突變超過已鑒定突變的 90% 以上，MSH6 和 PMS2 的種系突變較少，分別占所有 MMR 基因突變的 7～10% 和不到 5%[27]。此外，有研究[28]也將上皮細胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，EPCAM）基因突變作為 LS 的主要病因，EPCAM 基因突變占所有 LS 患者的 1%～3%。EPCAM 基因缺失會導致 MSH2 啟動子甲基化，進而使 MSH2 沉默，導致 LS 發生。需說明的是，大約 20% 的散發性 CRC 患者因 MLH1 啟動子甲基化而表現出 MLH1 沉默[5]，其病因為 MMR 體細胞突變，臨床特征無家族遺傳性表現，故不屬于 LS。在所有散發的伴有 MLH1 基因高甲基化的微衛星不穩定腫瘤中，有 40%～87% 的腫瘤存在 BRAF 癌基因的特異性突變，通常為 V600E 錯義突變[29]，而 LS 患者 BRAFV600E基因突變罕見。與 MLH1 啟動子甲基化檢測相比，BRAF 基因檢測技術要求更低且成本更低，已成為區分散發性 CRC 和 LS 的替代分子方法。對 LS 患者的篩查，現多采用免疫組織化學法（immunohistochemistry，IHC）檢測 MMR 蛋白（圖 1），或采用聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction，PCR）方法檢測 MSI[30]。隨著科技的發展，高通量測序（next-generation sequencing，NGS）技術可以更加快速精確地進行腫瘤相關基因測序，未來將逐步成為基因檢測的主流技術。目前對于 LS 患者，建議 MMR 相關突變基因攜帶者在 20～25 歲即開始行全結腸鏡檢查，并堅持每1～2年復查1次（無隨訪停止年齡上限）[31]。
圖1
示 LS 的篩查流程（IHC 法）
1.3 錯構瘤息肉病綜合征
錯構瘤息肉病綜合征包括 Peutz-Jeghers 綜合征（Peutz-Jeghers syndrome，PJS）、幼年性息肉病綜合征（Juvenile polyposis syndrome，JPS）和考登綜合征（Cowden syndrome）。錯構瘤息肉病的定義為：胃腸道中超過 3～5 個錯構瘤息肉，在所有 CRC 病例中占比不及 0.5%[32]。這些遺傳綜合征很少見，每3 萬到 20 萬新生兒中才有 1 例發生[33]。
1.3.1 PJS
PJS 又稱家族性黏膜皮膚色素沉著胃腸道息肉病，其特征以黏膜、皮膚特定部位色素斑和多發的腸道錯構瘤性息肉為主要特征，呈常染色體顯性遺傳。此病胃腸道惡性腫瘤、胰腺惡性腫瘤及乳腺惡性腫瘤的發生率較高，患者在 70 歲之前罹患惡性腫瘤的風險為 85%～90%[34]。PJS 的發病率低，約 1/15 萬，診斷與臨床特征密切相關，大多通過臨床特征便可診斷，基因測試的特異性不高，在 50%～70% 的 PJS 患者中發現了絲氨酸蘇氨酸激酶 11（serine/threonine kinase 11，STK-11）腫瘤抑制基因的突變[35-36]。STK-11 基因位于 19 號染色體短臂（19p13.3），其編碼產物 AMPK 蛋白抑制生長正調節因子的活性，該基因突變導致調節因子的活性增加，從而引發腫瘤。還有報道稱 PJS 患者中存在 DNA 修復酶 MUTYH 基因的雜合變異，但在這一領域還缺乏類似的研究[37]。由于 PJS 的息肉主要位于空腸和回腸，故應對 PJS 患者定期進行小腸鏡檢查。
1.3.2 JPS
JPS 的臨床特點是幼年時期胃腸道多發息肉（≥3 個），息肉多見于胃或結腸，小腸較少見。患兒表現為腹痛、便血和貧血，同時伴有先天性畸形，如心瓣膜病、房間隔缺損等[32]。據統計，患兒一生罹患胃腸道腫瘤的風險為 40%～50%[38]。JPS 是一類常染色體顯性遺傳疾病，約在 50% 臨床診斷為 JPS 的個體中發現 SMAD4 和骨形態發生蛋白 1A 型受體（bone morphogenetic protein receptor type 1A，BMPR1A）基因突變，這些基因編碼的蛋白參與轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路，影響 TGF-β 對細胞的生長、分化和免疫功能的調節作用[39]。盡管基因檢測可以用于確定基因突變類型，但其臨床價值依然有限，有青少年息肉病的個人或家庭病史的人應該從 15 歲開始進行上、下內鏡檢查，目標是切除所有息肉，降低患癌風險[14]。
1.3.3 考登綜合征
考登綜合征以胃腸道多發性息肉、面部小丘疹、肢端角化病和口腔黏膜乳突樣病變為特征，是一類常染色體顯性遺傳疾病。該病并發其他系統惡性腫瘤的概率達 40% 以上[40]，常見有乳腺癌、子宮內膜癌和甲狀腺癌。其磷酸酶張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN）基因的突變增加了患癌癥的風險[41]。PTEN 基因定位于染色體 10q23.3，其編碼的蛋白質具有磷酸酯酶的活性，可拮抗腫瘤酪氨酸激酶的活性，從而抑制腫瘤的發生和發展。雖然考登綜合征常包括在錯構瘤息肉病綜合征中，但其結腸息肉表型有明顯的變異性。
2 致癌基因種系突變未知
2.1 FCCTX
FCCTX 是一類同樣符合 Amsterdam 標準Ⅱ的遺傳性非息肉性 CRC，呈常染色體顯性遺傳。不同于 LS，其 MMR 基因無相關胚系突變，呈微衛星穩定（microsatellite stability，MSS），臨床特征也有不同。其診斷年齡（50～60 歲）大于 LS 患者（約 40 歲），發病部位常見于左半結腸，較 LS 患者罹患 CRC 的風險低，且腸外腫瘤更加少見[42]，也稱為 LLS。現階段，FCCTX 的臨床檢測雖取得了進展，但其遺傳病因仍不清楚。不同的研究[43-44]表明，多種基因與 FCCTX 發病均有相關性，如乳腺癌相關 2 號基因（breast cancer 2，BRCA2）、鼠類肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）、APC 基因等，MMR 和 O-6-甲基鳥嘌呤 DNA 甲基轉移酶（O-6-methylguanine-DNA methyltransferas，MGMT）基因的高甲基化也不容忽視。CRC 的發生可能與相關細胞對生長抑制信號不敏感和凋亡受限相關。其中，BRCA2 基因的突變率最高（約 60%）[45]，而且它是最關鍵的 DNA 修復基因之一，與其他基因相比，它被認為在這類癌癥中扮演了一個重要角色。在最近對 48 個 FCCTX 家族的研究中，發現了 29 個 BRCA2 突變，包括 28 個點突變和 1 個移碼突變[44]。另外，Francisco 等[45]的回顧性數據發現，部分 FCCTX（約 72%）存在抑癌基因（tumor suppressor gene，TSG）表達缺失，而 TSG 表達缺失常伴 APC 和 KRAS 體細胞突變，以及 MGMT 甲基化。由于 FCCTX 的異質性，現階段暫無標準隨訪方案對其進行監測和干預。
2.2 AAP
AAP 在臨床上被定義為大于 10 但小于 100 的腺瘤性結腸息肉，與 FAP 中的亞型 AFAP 臨床鑒別困難。然而，APC 或 MUTYH 基因的突變在 AFAP 患者中占很大比例，但以上基因突變在 AAP 患者中的檢出率卻明顯降低。此外，PTEN 基因的突變可能導致罕見的 AAP，目前研究較少[41]。由于在息肉病表型中可以觀察到顯著的變異性，目前的指南仍建議對患有 10 個或 10 個以上腺瘤的個體進行 APC 和 MUTYH 基因突變的遺傳評估[14]。其他遺傳或環境因素在 AAP 發病機制中的作用仍有待明確，但這些患者的臨床治療重點仍是切除所有的腺瘤，目前也正在研究化學預防劑在 AAP 治療中的作用。
2.3 SPS
SPS 過去也稱增生性息肉病綜合征，根據大體病理的不同分為增生性息肉、無蒂鋸齒狀息肉和傳統鋸齒狀息肉，增生性息肉占 80%～90%，無蒂鋸齒狀息肉占 10%～25%，傳統鋸齒狀息肉僅占 1%～2%[46]。SPS 多不具有惡性潛力，但發現有 2% 的無蒂鋸齒狀息肉和傳統鋸齒狀息肉具有區別于增生性息肉的組織病理學特征，被認為是鋸齒狀 CRC 的前驅病灶，占 CRC 的 15%～30%[47]。根據現有研究，SPS 的致癌機制部分被認為是 CpG 島的表觀遺傳高甲基化，導致 TSG 沉默[48]。這類腫瘤以 CpG 島甲基化表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）為特征，呈 MSI-H。與 LS 患者的 MSI-H 腫瘤由 MMR 基因突變引起不同，這類 MSI-H 腫瘤在 BRAF 原癌基因和 CIMP 高表型中常有體細胞突變[49]。然而，SPS 的遺傳基礎仍尚未清楚，目前還沒有確定的候選基因。有研究[50]通過 WES 分析發現，ABI3BP 和 CATSPERB 基因的突變可能與 SPS 相關。但基于專家共識[51]，SPS 的臨床治療與 AAP 相似，目的是盡可能多地切除息肉。如果息肉不能內鏡處理，可以考慮手術切除。
2.4 Turcot 綜合征
Turcot 綜合征也稱膠質瘤息肉病綜合征，臨床上非常罕見，與 Gardner 綜合征類似，它也被看作是 FAP 的 1 個亞型。其特征為家族性多發性結腸腺瘤伴有中樞神經系統惡性腫瘤。其病因可能是幾種基因的突變：APC 基因和 MMR 基因突變均在不同家系中出現。與 LS 和 FAP 的單等位基因或雜合突變表現相比，導致 Turcot 綜合征發生的突變一般被證明是雙等位基因突變[52]。
3 研究意義
相比散發性 CRC 患者而言，遺傳性 CRC 患者發病時間早，從腺瘤發展為癌的時間明顯縮短，且異時性腫瘤的發生概率明顯增高，但若能早期篩查、及時監測并積極處理，其生存率明顯高于散發性患者[53]。同時，遺傳性 CRC 患者易伴發其他系統惡性腫瘤，對疾病基因進行早期篩查，結合患者不同的臨床表現，有利于早期明確診斷疾病，從而實現精準治療。現階段，我們之所以耗費時間精力去研究遺傳性 CRC 的基因突變相關序列，其根本目的是為了能更好地干預此類疾病的自然進程。既往診斷遺傳性癌癥依賴于臨床醫生依據特定的臨床標準和發現家族性癌癥的遺傳基礎。現在，新一代 NGS 技術提供了相對完整分析整個基因組和表觀基因組的機會，使人們有可能詳盡地檢查單個患者、家庭和大量跨國 CRC 病例的基因組和表觀基因組，相信未來遺傳性 CRC 的基因分析將更加完善。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：張云璐為本文第一作者，負責撰寫文章；王存為本文通信作者，參與工作指導及文章修改；荊鵬飛和聶攀參與了文章的討論及部分撰寫。
