抑癌基因表观遗传模式谱与食管癌早期诊断及预后

寻找高效、特异的生物标志物以实现"三早"是食管癌防治工作的重点。与传统的蛋白类标志物相比，以DNA甲基化为主的表观遗传改变常常是细胞癌变过程中更为早期的事件，因此在肿瘤早期诊断中具有较大的价值。如果能够采用分子生物学技术在食管癌发生的早期阶段识别特异性DNA甲基化谱并监测其动态变化,将会为食管癌的早期诊断和预后预测带来突破性的贡献。由于实体恶性瘤能通过细胞坏死或凋亡释放大量的DNA进入体循环，而且外周血循环DNA的甲基化模式与癌组织高度一致，这使其成为一类极有应用前景的疾病诊断、监测及预后评估的无创性生物标志物。本次研究在前期工作的基础上，以循环DNA为切入点，采用3重匹配和3阶段设计策略筛选差异基因，构建食管癌特异性抑癌基因DNA甲基化谱并在大样本人群中验证,探讨如何将表观遗传学检测从实验室基础研究向临床应用转化。

背景：发生在富含CG岛的基因启动子区异常甲基化可导致基因转录受抑，蛋白表达减少，功能下降甚至丧失。肿瘤发生时，一般呈现全基因组低甲基化而特异基因超甲基化的现象。既往研究发现抑癌基因启动子区异常甲基化与食管癌等恶性肿瘤的发生、发展存在显著关联。本次研究拟通过比较食管癌组织特异基因甲基化水平及其与血浆游离DNA的一致性，构建抑癌基因DNA甲基化谱，探讨血浆循环DNA甲基化作为食管癌早期诊断用生物标志物的可行性。.方法：采用Illumina公司生产的450K甲基化芯片检测DNA甲基化，样本来自食管鳞状细胞癌组织、同一病例食管远端切口边缘正常组织及“健康”人群的正常食管粘膜组织。按甲基化ß差值和差异分值筛选异常高基化位点，基于GO分析KEGG分析反映基因生物功能聚类情况，根据极端P值的位点分析、Genecards数据库和文献报道，筛选出用于后续验证的差异甲基化位点。进一步扩大样本进行甲基化定量检测，验证癌组织与血浆游离DNA甲基化的一致性。.结果：癌组织和癌旁组织具有相似的甲基化模式。癌组织中高甲基化位点主要分布在CG岛，低甲基化位点主要分布在非CG岛；高甲基化位点主要分布在启动子区，低甲基化位点主要分布在非启动子区域，但是这一现象随着筛选阈值的改变而改变。后续验证采用飞行质谱技术检测ADAMTS9、AIM2、CASZ1、CDH13、EBF3、ING2、IQGAP2、KLF6、TMEFF2和TRIT1等基因的的多个CG位点，发现所有位点平均甲基化水平在外周血浆游离DNA中最高，然后是癌组织和正常对照组织。血浆游离DNA的甲基化程度和对应病例癌组织DNA甲基化一致性较好。.结论：基因芯片技术可用于食管癌差异甲基化位点的初筛，但构建的抑癌基因异常甲基化谱在应用前尚需进行大样本、多阶段验证。血浆游离DNA甲基化谱可作为潜在的生物标志物应用于食管癌的诊断。