基因扩增的检测
肿瘤基因的扩增可产生过量的表达蛋白,还可表现为基因拷贝数的增加和转录产物mRNA的增加,这两种变化都可通过分子诊断的方法进行检测,经典方尖为核酸分子杂交,包括原位杂交(in situ hybridizsation,ISH)和荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)、Southern blot(DNA杂交)、Northern blot(RNA杂交)、原位PCR和RT-PCR等。几种常见肿瘤中癌基因的扩增率(附录表1)。
附寻表1 几种常见肿瘤癌基因的扩增率
基因 肿瘤类型 扩增率(%)
C-erbB2 乳腺癌 16-33
胃、食管癌 5-13
卵巢癌 20-33
胆囊癌 45-58
肝癌 25-45
c-myc 乳腺癌 25-30
结、直肠癌 3-6
胆囊癌 40-60
肺鳞癌 15-25
肝癌 25-42
N-myc 肺腺癌 2-11
K-ras 乳腺癌 3-10
胰腺癌 45
卵巢癌 4-8
胆囊癌 30-61
int2 乳腺癌 4-23
N-ras 肝癌 24
Mdm2 肝癌 15-26
C-fas 肝癌 39
K-sam 胃癌 21
Met 胃癌 19
基因突变的检测
癌基因和抑癌基因突变在肿瘤发生中出现的频率较高,突变的结果使癌基激活或抑癌基因失活,导政协委员细胞表型发生变化和肿瘤发生。基因突变是复杂的过程,不仅在肿瘤细胞中检测到突变的基因,对于某些癌前病变或癌前状态的组织细胞中也存在不同形式和不同程度的基因突变,在同一种肿瘤的不同发展阶段可能会涉及多咱基因的不同突为,在同一种肿瘤的不同发展阶段可能会涉及多种基因的不同形式的突变,充分说明肿瘤的发生发展是多基因参与、多步骤的复杂的生物程。
突变形成
在DNA和染色体水平上,基因突主主要有下列几种形式。
点突变 基因在特定位置发生一个核苷酸的改变,使相应蛋白质的一个氨基酸改变,继而改变了蛋白质的空间构型和生物功能。1982年Weinberg和Barbacid等在对人膀胱癌细胞株EJ和T42的研究中,同时发现一个核苷酸的突变就能使H-ras基因激活,异常表达并使正常细胞转化。研究表明,人类大部分的肿瘤几如何都存在相关的基因的点突变,如肺癌、膀胱癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌、胆囊癌、胰腺癌等肿瘤存在H-ras、K-ras、N-ras的第12、13、和61编码子的点突变,卵巢癌中K-ras等12编码子高频率的点突变等。ras基因是肿瘤细胞中突变率较高的一种癌基因(附录表2)。
附录表2 人类肿瘤中ras基因点突变频率(%)
Ras基因类型 肿瘤类型 突变频率(%)
K-ras 肺腺癌 30
K-ras 结肠癌 50
K-ras 胰腺癌 90
K-ras 胆管腺癌 90
H-ras 宫颈癌 25
H-ras 甲状腺癌 60
N-ras 黑素瘤 20
N-ras 精原细胞瘤 40
N-ras 急性髓性白血病 30
家族性腺瘤性息肉病、结肠癌、胃癌的APC、DCC、MCC基因点突变,p53、p16、p15等几种报癌基因则在多种肿瘤中存在点突变,且突变点范围很广,如p53基因的点突变从第4至第10外显子均可出现,常见肿瘤p53基因突变位点(附录表3)。
附录表3 人类肿瘤p53基因突变热点和频率
肿瘤类型 突变频率(%) 突变热点(密码子)
肺癌 56 157,248,273
结肠癌 50 175,245,248,273
食管癌 45 不确定
卵巢癌 44 273
胰腺癌 44 273
皮肤癌 44 248,278
胃癌 41 不确定
头颈部鳞癌 37 248
膀胱癌 34 280
前列腺癌 30 不确定
肝细胞癌 45 249,
胶质瘤 25 175,248
乳腺癌 22 175,248,273
子宫内膜癌 22 248
甲状腺癌 13 248,273
白血病 12 175,248
宫颈癌 7 273
软组织肉瘤 31 不确定
点突变可以表现为错义突变(missense)、无义突变(nonsense)、终止密码子(stop codon)和移码突变(framshirft)等多种形式。近年研究认为,基因点突变在不同的肿瘤组织中具有一定的规律,如胰腺癌和胆囊癌的K-ras点突变主要位于第12密码子的第一或第二位碱基,与黄曲霉素相关的肝癌p53基因突变主要集中于第249密码子的第三位碱基。
基因缺失 基因片段的缺失是另一种主要的突变形式,缺失的范围差别较大,可以是1-2个碱基,也可以一个片段甚至一个外显子缺失。常见的缺失位占如乳腺癌的3p、7q、11p、13q、16q、17p等,结肠癌的5q、17p、18q等,小细胞肺癌FHIT基因第5外显子的的缺失是肿瘤形成的原因细胞恶生转化后的结果,仍值得深入探讨。基因缺失与肿瘤的临床病理及生物学行为密切相关,如乳腺吕的基因缺失与病理分期、浸润转移存在一定关系,这种现象已在多种肿瘤中观察到。基因缺失中较为频发的分子事件是存在于抑癌基因中的等位基因丢失,详见后述。
基因易位或重排 在肿瘤细胞中基因从染色体的正常位置转移到其他染色体的某个位置上,称为易位或重排。70年代初医学细胞遗传学兴起不久,就发现肿瘤的发生与染色体的异常有关,但一直未能得到预期的结果。近年来,由于染色体高分辨显带技术和分子诊断技术的发展,确定了与肿瘤发生有关基因的在相应染色体常有易位和重排。易位与重排易使癌基因被激活,或使抑癌基因失活,从而细胞恶变。细胞部基因的编码序列在DNA分子上是不连续的,由内含子分隔,其中有些序列起到启动子和调节基因的作用,如染色体出现 易位、重排等改变时,可使细胞癌基基与正常的抑制子分开而被置于活化DNA序列的控制之下,其中具有代表性的例子为Burkitt淋巴瘤。已知所有的Burkitt淋巴瘤都存在8q24的易位,c-myc基因位于8q24,而编码Igk、IgH和Igλ由分别位于第2、14、22号染色,8q24与这些染化体发生易位后,c-myc基因则有可能发生重排而活化。在慢性和急性粒细胞白血病和急性淋巴细胞白血病中,癌基因abl从第9号染色体易位到第22号体,在不同位点与bcr基固执上游部分相连,产生一种获得酪氨酸激酶活性的融合蛋白质。著名的费城染色体(ph`)即为有缺失的第22号染色体,为慢性髓细胞性白血病的主要分子改变。又如Ewing肉瘤也观察到sis基因从第22号染色体易位到第11号染色体。除了染色体的基因易位外,基因重排也发现了存在于多种肿瘤,如胃癌的hst基因的重排等。几种常见肿瘤的染色体异位(附录表4)。
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