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202 中国临床肿瘤学教育专辑 (2009)
胃腺癌相关基因的DNA甲基化概况及临床意义
--早诊生物学标志物抑或监测治疗效果
哈尔滨医科大学附属肿瘤医院内科 白玉贤 隋 红
胃癌是世界上与癌症死亡相关的第二大恶性肿瘤，每年有约1,000,000新发病例，每年有约800,000胃
癌患者死亡，56%新发病例来自东亚地区，其中41%来自中国，11%来自日本。其发病率在不同国家，不
同地区差异很大。我国也属胃癌高发区，其中以西北地区最高，东北及内蒙古次之。本病的检出率有逐年
增多的趋势。
如果能够早期确诊，胃癌是可以治愈的。然而，由于筛查方法的缺乏，大多数胃癌患者确诊时已属
晚期。就全球而言，胃癌5年生存率：20%~30%，进展期胃癌中位生存期小于12个月。早期胃癌治疗后的5
年生存率可达到80%~90%，据2002年和2005年举行的两届中日早期胃癌研讨会提供的资料，进一步证明
欲改善胃癌患者预后的关键在于早期发现和早期治疗(ACS2007；Starling2006；Gallo2006；Matias2004)。
据日本早期胃癌检诊学会统计发现，约50%的早期胃癌没有症状，其余的也只有一些轻度消化不良
或类似溃疡样的非特异性症状。有相关症状而到医院就诊患者检出的胃癌多属进展期。此外，进展期胃癌
患者也有约半数没有症状。这就更显示出从无症状人群中筛查胃癌的重要性。目前胃癌临床筛查方法及其
可操作性和实用性见表1。
表1 胃癌筛查现状
检验 敏感性/特异性 筛查频率 优点 缺点
便潜血试验
(FOBT)*
敏感性为12 .5%[1] 一年一次[2, 3] 无创，费用低 需禁食
*胃镜检查 敏感性为97%[4] 三年一次[4] 需要简单的肠道准备，
可以去除癌前病变
费用较高，有创，病人会感觉
不舒适，有漏诊可能，需要训
练有素的操作人员,可能出现肠
穿孔,需要有经验的检查人员(复
查)[4]
气钡双重造影 敏感性为61.5% 三年一次 无创,适用于胃镜检查不
成功或有禁忌的病人
病人会感觉不舒适，需要进行
肠道准备，不能去除息肉
胃液固有荧光
光谱检测
先验概率敏感度为
92.5% ， 特 异 性 为
92.4%；后验概率敏
感度为85.0%，特异
性为89.1%；[5]
无创，适用于胃镜检查
不成功或有禁忌的病人
费用高
+粪便中DNA
(CEA)的数量
和特性
敏感性为68.7%，特
异性为93.9%[1]
无创，不需要肠道准备
样本便于运输，很多病
人能够接受
处于研究阶段，测定时间较长，
目前缺乏大规模筛查技术
+DNA突变标识 CDH1的敏感性为25-
40%[6]，KIT密码子插
入敏感性高于50%[7]
无创，不需要肠道准备
样本便于运输，病人多
可以接受
处于研究阶段，测定时间较长，
目前缺乏大规模筛查技术
+DNA甲基化
标识
敏感性为90%，特异
性为96%[8]
无创，不需要肠道准备
样本便于运输，病人多
可以接受
处于研究阶段，测定时间较长，
目前缺乏大规模筛查技术
*已确定的筛选试验 +正在被检验的筛选试验
目前，胃癌的发病机制不完全清楚。同其他肿瘤类似，胃癌的发生亦是多步骤、多阶段、多基因改变
与表基因改变的复杂过程[9-11]。已经证实由遗传的(基因)和表观遗传学异常所致的抑癌基因的失活和癌基
因的激活在癌发生中意义重大。过去人们一直认为基因突变是肿瘤病因学的关键所在，抑癌基因的体细
胞突变与肿瘤发生密切相关。Feil[12]最近报道，环境因素、饮食习惯等可以在不改变DNA序列的情况下，
影响相关基因的转录和表达，不利环境因素和饮食习惯可以通过DNA甲基化和组蛋白的共价修饰来扰乱
203 中国临床肿瘤学教育专辑 (2009)
基因的正常表达。随着对肿瘤生物学行为的深入了解，越来越多的迹象表明启动子区的异常甲基化和组
蛋白修饰所致的这些基因的表观沉默在癌发生和转移中必不可少。例如肿瘤细胞系的抑癌基因的启动子
区的异常DNA甲基化在蛋白水平上下调其表达而并不在基因组水平上的引起改变[13]。
胃癌的病因主要包括以下几个方面：a.胃癌发病与环境因素有关，其中包括食物、土壤、水源等。b.胃
癌患者家族中的发病率比对照组高四倍。日本高发区的土人移居美国后，其发病率仍高于当地的白种人，
表明胃癌的发生与遗传因素有关。c.癌前疾病。胃癌发病的这种独特病因体系提示：胃癌是研究肿瘤表观
遗传修饰的最佳模型之一。
表观遗传学异常中的DNA甲基化改变是人类肿瘤中最为普遍的分子异常改变现象之一[14]。表观遗传
学与基因突变的差别主要在于其发生频率更加频繁和发生在基因的特定区域，并且可以通过药物逆转。
表观遗传学研究的内容特点在于它是遗传物质引起变化但这种变化不以原始基因序列改变为基础[14-16]。近
年来，人们对表观遗传学与基因突变之间的协同作用的认识越发清楚，努德森双击假说(Knudson’s two-
hit hypothesis)也由此应该修改为：除了两种可能即纯合子的缺失或杂合子减弱，还存在第三种可能，即
由于启动子区的DNA甲基化所致的抑癌基因转录功能丧失[17]。
DNA甲基化分析技术的发展极大地激励人类肿瘤抑癌基因启动子区甲基化的研究，大量抑癌基因启
动子区甲基化现象被发现。就大肠癌而言，在17种大肠癌细胞系中有近30个抑癌基因DNA甲基化现象，
在大肠癌组织中有近50个抑癌基因存在DNA甲基化现象，并且与临床病理关系密切，甚至有些具有成为
大肠癌早期诊断甚至筛查的分子标志物[18]。
80年代Kliasheva发现胃癌组织和十二指肠溃疡中DNA组的胞嘧啶甲基化差异现象，1999年，第一
个DNA错配修复基因hMSH2和hMLH1启动子区甲基化在胃癌中确认[19]。对胃癌相关基因甲基化的研究从
最开始的通过甲基化异常筛选抑癌基因，到现在通过临床病理多变量分析筛选有助于胃癌早期诊断和预
后判断的生物标记物，胃癌相关基因甲基化在胃癌发生发展中的作用成为人类认识肿瘤的又一焦点。
Kim[20] 检 测 74 名 胃 癌 患 者 组 织 原 发 灶 和 转 移 灶 的
ADAM23，CDH1，FHIT，FLNC，GSTP1，ITGA4，LOX，RUNX3，THBS1，TIMP3和UCHL1的甲基
化差异，发现FLNC甲基化可作为胃癌淋巴结转移的独立预后标记。Bernal[21]通过对32例胃癌患者的原发
肿瘤组织，应用甲基化特异性PCR方法分析24个基因的DNA甲基化模式，结果50%以上患者的11个基因
有高度甲基化(APC，SHP1，E-cadherin，ER，Reprimo，SEMA3B，3OST2，p14，p15，DAPK，and
p16)。8个基因(BRCA1，p73，RARbeta hMLH1，RIZI，RUNX3，MGMT，and TIMP3)与一种特殊类型
的胃癌即印戒细胞癌在统计学意义上具有相关性。配对的血浆标本中APC和Reprimo有高频率的甲基化。
和胃癌患者血浆标本比较，无症状的对照组只有Reprimo甲基化的频率较低。由此筛选出Reprimo是胃癌
早 期 检 测 的 潜 在 生 物 标 记 物 。 Jee[22] 通 过 对 143 个 肿 瘤 相 关 基 因 筛 查 ， 发 现
TFPI2，GPX3，GPX1，IGFBP6，IRF7andDMRT1在胃癌细胞系和152名胃癌患者肿瘤组织中普遍存在，
多变量分析TFPI2甲基化为特异性的和独立的预后不良指标。Ksiaa[23]则认为P16基因的甲基化与肠型胃癌
和贲门部定位相关，SHP1甲基化与EBV感染密切相关，APC和RAR-beta2甲基化提示患者预后相对较好。
还有ZIC1，PTEN，PCDH10，MINT25[24-26]等。到目前为止有报道的胃癌相关基因启动子区异常甲基化所
涉及的基因有近40个(表2)。
如果能够早期确诊，胃癌是可以治愈的。然而，由于筛查方法的缺乏，大多数胃癌患者确诊时已属
晚期。因此，鉴定出可以早期检测胃癌的血浆生物标记物十分必要。从全基因组水平研究DNA甲基化对胃
癌发病不同阶段分子机制的作用，建立胃癌表观遗传修饰网络体系，寻找和建立特异的、敏感的胃癌早
期诊断和高危易感人群筛查的DNA甲基化芯片，以及研发针对胃癌表观遗传改变的新特效药物为解决胃
癌早期预防、早期诊断和治疗开辟了新的思路和前景。
表2a 胃癌细胞系中DNA甲基化状态
基因 胃癌细胞系 甲基化状态 基因表达 处理后基因表达 检测方法
p27kip1[27] BGC823 过甲基化 无 是 MSP
p16[28] MGC-803 过甲基化 无 是 MSP
MGMT[28] MGC-803 过甲基化 无 是 MSP
R IZ1[29] BGC823 过甲基化 无 是 MSP
xaf1[30] BGC823 过甲基化 无 是 MSP
中国临床肿瘤学教育专辑 (2009) 204
hTERT[31] BGC-823 SGC-7901 过甲基化 无 是 BSP
APC[32] MKN45 过甲基化 无 是 MSP
SHP1[21] MKN45 过甲基化 无 是 MSP
E-cadherin [21] MKN45 过甲基化 无 是 MSP
Reprimo[21] MKN45 过甲基化 无 是 MSP
SEMA3B[21] MKN45 过甲基化 无 是 MSP
TFPI2[22] SNU-1，-601，-719 过甲基化 无 MSP
GPX3，GPX1[22] SNU-1，-601，-719 过甲基化 无 MSP
IGFBP6[22] SNU-1，-601，-719 过甲基化 无 MSP
IRF7[22] SNU-1，-601，-719 过甲基化 无 MSP
DMRT1[22] SNU-1，-601，-719 过甲基化 无 MSP
表2b 胃癌组织中DNA甲基化状态
基因 组织标本 甲基化部位 甲基化
百分比
应用技术
E-cad[21, 32, 39] 胃癌组织
癌前病变组织
正常对照组织
启动子区 19.5
2.5
0
MSP
Runx3[33] 胃癌组织
正常对照组织
启动子区 MSP
Dnmt1 胃癌组织
正常对照组织
启动子区 MSP
RASSF1A[34] 癌组织
癌旁正常组织
启动子区 MSP
SOCS-1[35] 外周血：胃癌组
对照组
启动子区 38.24
12.75
MSP
hMLH1[36] 癌组织
癌旁正常组织
启动子区 30
0
MSP
caveolin-1[37] 胃癌组织，不典型增生胃黏膜
胃黏膜
启动子区 MSP
ADAM23[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
CDH1[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
GSTP1[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
THBS1[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
FHIT[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
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基因 组织标本 甲基化部位 甲基化
百分比
应用技术
ITGA4[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
TIMP3[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
UCHL1[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
LOX[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
FLNC[38] 胃癌，淋巴结转移，无肿瘤胃黏
膜组织，未受累的淋巴结组织
启动子区 MSP
APC[21, 39] 血清 启动子区 17 MSP
GSTP1[39] 血清 启动子区 MSP
hMLH1[21, 39] 血清 启动子区 41 MSP
MGMT[21, 39] 血清 启动子区 MSP
SOCS1 [39] 血清 启动子区 MSP
TIMP3[21, 39] 血清 启动子区 17 MSP
TGF-beta RII[39] 血清 启动子区 MSP
SHP1[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
205 中国临床肿瘤学教育专辑 (2009)
ER[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
Reprimo[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
SEMA3B[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
3OST2[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
p14[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
p15[21, 39] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
DAPK[21] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
p16[21, 39] 癌组织和患者血清 启动子区 MSP
BRCA1[21] 印戒细胞癌组织和血清 启动子区 MSP
p73[21] 印戒细胞癌组织和血清 启动子区 MSP
RARbeta [21] 印戒细胞癌组织和血清 启动子区 MSP
RIZI[21] 印戒细胞癌组织和血清 启动子区 MSP
RUNX3[21] 印戒细胞癌组织和血清 启动子区 MSP
hMLH1[40] 癌组织
癌旁正常组织
启动子区 26 MSP
MGMT[40] 癌组织
癌旁正常组织
启动子区 25 MSP
GSTP1[40] 癌组织
癌旁正常组织
启动子区 7 MSP
MINT 25[40] 癌组织
癌旁正常组织
启动子区 19 MSP
TFPI2[22] 癌组织 启动子区 80.9 MSP
GPX3[22] 癌组织 启动子区 30.1 MSP
GPX1[22] 癌组织 启动子区 16.7 MSP
IGFBP6[22] 癌组织 启动子区 22.6 MSP
IRF7[22] 癌组织 启动子区 32.1 MSP
DMRT1[22] 癌组织 启动子区 46.9 MSP
参 考 文 献
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