4．肺癌相关肿瘤标志物及基因检测诊断
        
从蛋白水平检测分析，目前临床研究比较多相对比较认同的肺癌相关肿瘤标志物有CEA、NSE、CA125、CYFRA21-1、VEGF等。研究表明，以上肿瘤标志物血清浓度与肺癌细胞病理类型及临床分期密切相关，尤其是肺鳞癌及远处转移者；数种肿瘤标志物联合检测在肺癌组织病理分型、病情监测和疗效判断方面有较高的特异性和敏感性。
         
从基因水平检测分析，目前比较热点研究的肺癌相关基因有：K-ras、myc、C-erbB2、Bc1-2、P53、P16、Rb、FHIT、mm23、Telomerase（端粒酶）、CEA、CYFRA21-1、NSE、CA125、VEGF、SCCAg、NCMA、CD44等。所有这些肺癌相关基因的研究都还是初始阶段的探索，还有待更多的科学家执着务实地参与，相信不久的将来会有更加确定更为完善的基因诊断手段和设备应用于肺癌和其他恶性肿瘤的早期诊断。
    
（1）肺癌基因诊断：
       
迄今分子生物学研究表明，肺癌的发生发展是一个癌基因激活抑癌基因失活的多基因参与的多步骤、多阶段由体内外因素相互作用的复杂过程。研究由这些基因参与肺癌发生发展中的分子事件，是肺癌早期诊断研究中又一个全新的领域，也是很有前景的探索。1999年美国Randall Scoatt公布，人类基因组含75000个以上的DNA短序列CPG岛，并据此推测人类基因组含142634个蛋白质基因。但仅仅3年以后的2002年4月在上海国际人类基因组大会上，美国塞莱拉基因公司公布最新研究成果认为人类基因组大约为3.5万个基因，人与人个体之间基因组序列99%都具一致性。上述两个数字的比较提示，人类基因组工程尚有很多问题需要去研究、去认识，乃至认定她。P53是被广泛研究并已获公认的一种抑癌基因。人类50%以上的肿瘤都与这种基因的失活变异有关。P53基因在各类肺癌中突变率均较高，肺鳞癌约33.0%~68.0%，肺腺癌约28.0%~41.0%，肺小细胞癌为61.0~87.0%，以5~8外显子突变最多见，众多资料表明P53基因突变为肺癌发生的早期事件[20,21]。四川大学华西医院肿瘤中心周清华等[22]采用PCR-SSCP及Southern杂交等方法研究35例肺癌组织中FHIT等位基因异常情况，并有35例正常肺组织及10例肺良性病变组织作对照研究，结果发现22例肺癌发生一个或两个以上的FHIT等位基因缺失，缺失率62.85%（22/35），未发现FHIT基因的点突变，FHIT基因缺失率在肺鳞癌88.23%（15/17）明显高于肺腺癌38.78%（7/18），而在吸者（61.90%）亦明显高于不吸烟者（21.43%），提示FHIT基因以缺失为主的异常与非小细胞肺癌的发生发展有关，主要发生于肺鳞癌和吸烟患者中。抑癌基因P16是1994年由Kamb和Serreno[23,24]发现并克隆的一种细胞周期蛋白依赖激酶CDK4的抑制因子。研究表明P16基因在肺癌发生发展中的作用可能比任何其它基因都重要，它在细胞周期的许多环节处都起到一个“闸”的作用，比起P53其更直接选择性的抑制CDK4的活性，阻止由G1期向S期的细胞分裂增殖，而且P16基因分子量仅为P53的1/4，在基因诊断和基因治疗过程中易于操作，特异性强。P16基因的失活方式以纯合缺失最为常见，占90%以上，在非小细胞肺癌其纯合缺失率为20.0%~50.0%，P16基因可能是肺癌发生发展过程中的早期激发事件。南京八一医院全军肿瘤研究中心叶玉坤等[25,26]的实验与临床研究表明，采用免疫组化、双重原位杂交、多重PCR、RT-PCR、PCR-SSCP、Southern杂交及序列分析等多种分子生物学研究手段，对同一组106例标本实行蛋白水平、DNA水平、RNA水平上全面系统多层面研究P16、Rb这一对细胞周期调控基因，在肺癌早期诊断及小细胞肺癌（SCLC）、非小细胞肺癌（NSCLC）分型鉴别诊断中的价值。研究发现P16、Rb基因在小细胞肺癌中均有高频率失活及其表达的负相关性，P16在NSCLC丢失率50.1%，在正常肺组织和肺良性病变其丢失率为0%；Rb在SCLC丢失率88.2%，在正常肺组织为3.8%，肺良性病变为8.7%。两基因在mRNA水平与蛋白水平表达基本一致，肺癌中P16、mRNA阴性表达率52.8%（28/53）；在较早期的Ⅰ、Ⅱ期肺癌均有较高频率的P16基因缺失（28.3%~32.6%）。研究结果提示抑癌基因P16、Rb不但可作为临床肺癌基因诊断的特异性标志物，同时还可能为NSCLC及SCLC的基因分型诊断提供理论依据；并据此提出在基因水平上建立完全新型的肺癌基因诊断分型模式新设想：即把肺癌分为P16缺失型、Rb缺失型及中间型（P16、Rb均不缺失）。从而为肺癌早期基因诊断及基因分型诊断提供了理论基础及行之有效的实验检测手段。同时研究发现P16、Rb两个基因的失活方式主要有缺失、突变及甲基化，106例肺癌标本经PCR-SSCP初筛可疑异常者16例，P16exon2全自动序列分析发现9例点突变，突变性质为丢失、转换和颠换，突变类型为移码、错义、无义及同义等。本研究中特别对同一肺癌标本采用双重原位杂交方法同时定位P16、Rb基因mRNA转录水平的表达，对比分析两基因在同一病理类型肺癌中的表达情况，则结果更直观可靠、更具肯定的临床价值。

（2）“基因组医学”（Genomic Medicine）：
      
 21世纪医学将是“个体基因组医学”。人类基因组计划的完成，中国承担了其中的1%的任务，2003年中国又承担了“国际单倍型图谱计划”的10%的任务，这表明我国基因科学研究能力的提高和在国际生命科学领域的学术地位的提升。单倍型图谱（HapMap）被认为是DNA的基本结构单位，大约由5,000~20,000对碱基组成。人类不同种族、不同个体的人与人之间的基因组序列大约99.9%都具有一致性（约30亿个DNA碱基序列A、T、G、C），正是这仅仅0.1%的碱基排列顺序的差异决定了人类的遗传多态性，即人与人之间的个体差异。“单倍型图谱计划”就是研究这0.1%差异的排列顺序。破译人类基因组的单倍型图，将能大规模比较不同个体的不同单倍型图来发现哪些与疾病和健康相关的基因变异，为人类疾病和遗传关联分析、致病基因和致病因子的确定、药效及疾病风险的分析及人类起源进化迁徙历史研究等提供完整的人类基因信息和重要的研究工具。英国剑桥大学森格遗传研究所和德国表基因组公司首席科学官屈特·贝尔林将联合研究表遗传因素中重要的DNA甲基化，即构成DNA的四个碱基之一的胞嘧啶发生异常而导致基因活性发生变化，即基因被“打开”或“关闭”，从而诱发癌症等疾病。绘制出细胞内调控基因活性的DNA甲基化位点的“表遗体学变异图谱”，将有助于更好理解疾病癌症发生的原因及其生理基础，从而将可能用于疾病的诊断，使医生能在癌病发展的更早阶段对其进行诊断，甚至能在基因突变前预测癌症的风险性。
       
“  基因组医学”（Genomic Medicine）是人类基因组为基础的生命科学和临床医学的革命。人类基因组计划的领袖弗朗西斯·考林斯以及600多位全球顶尖科学家提出，生命科学和临床医学结合将是后基因组时代最重要的研究方向之一。2003年，在纪念DNA双螺旋结构发现50周年的同时，又庆贺人类基因组计划的胜利完成，庆贺2003年被称为是“基因组医学”的诞生日。这不仅是生物医学研究的重大里程碑，更是从根本上改变了生命科学和医学研究的角度和着眼点。基因和基因组已不再是一个时新的概念，而是日常医疗实践的基础。深入解读人类基因组，不但对生物医学的研究产生重大影响，而且将会给医疗保健卫生事业带来革命性变革。由此推动的临床医学研究，将从结构基因组、功能基因组和蛋白质组水平上认识疾病；从基因和环境相互作用水平上研究疾病；从疾病基因组来早期诊断、预防和治疗疾病；从药物基因组、环境基因组来实施个体化医疗。基因组医学的知识将不再局限归于专一的遗传医学和基因组医学的专家，而是贯穿于全部医生的医疗实践，并融入公众社会的日常生活。
       
生物芯片（Biochip）亦称微点阵（microarrays），是将生物分子（核酸、抗原、抗体）或细胞以阵列方式固定在面积不大的基片上，进行相应生物学检测的一种手段。这些识别分子与被检测的相应分子的相互结合或反应结果以荧光、化学发光或酶显色等指示出，然后依靠精密扫描仪或CCD摄像技术记录，经计算机软件分析，综合成可读的信息。其整个反应的基本模式与通常的固相免疫测定完全一样，所不同的是反应的微型化。这种免疫测定的最大特点就是高通量检测，能同时检测数十、数千乃至数万个靶分子，从而决定了整个检测的准确性和有效性，特别是在癌症等疾病诊断具有肯定的发展前景。未来，在基因水平上每个人能拿着自己的基因序列卡自己的基因图去看病，肯定地说这将是梦想成真的事。目前生物芯片技术有固态芯片（基因芯片、蛋白芯片、组织芯片等）和液态芯片（Luminex）。液态芯片MASATM，即多功能悬浮点阵仪（Multi - Analyte Suspension Array，MASATM），系由美国纳斯达克上市公司Luminex公司研制开发的最新一代分子诊断技术平台。2003年美国FDA批准进入临床检验诊断，上海复旦张江生物医药股份有限公司同时独家买断该项专利技术。目前正由获国家“十五”攻关项目资助的南京八一医院全军肿瘤研究中心叶玉坤等合作攻关研究液态芯片Luminex与肺癌早期诊断。计划先将抑癌基因P16、Rb、P53等cDNA探针或抗体固定于液态芯片（Luminex）不同颜色的微球纳米颗粒上，通过激光计数画出其定量曲线，分析判断是否有相关疾病。继之再引入肿瘤标志物CEA、NSE、CA125、CYFRA21-1等，最终有望研究完成捆绑式肺癌早期基因诊断盒。与固态芯片相比较，液态芯片Luminex的突出优势是：可以作定量分析诊断，同时在高通量检测的基础上，具有高敏感性、高重复性和稳定性好等特点。

（3）历史的预示：
       
回顾遗传医学的发展历程惊人地发现，几乎每过50年人类就前进一大步。最早在1865年孟德尔提出遗传因子也就是基因的概念。大约50年后的1913年第一个基因图问世。1953年发现了DNA的双螺旋结构，又过50年的2003年完成了测定人类基因组全序列。此外，医学上1956年第一次数清人类46条染色体建立了人类染色体组；往前退算差不多50年的1905年加罗德最早将医学与遗传联系在一起提出先天性代谢缺陷病；往后也差不多50年的2003年完成人类基因组计划。可以预计，再向后差不多50年的2050年相信人类基因组医学又将会有一个大的飞跃。有如：一个比较全面完整的以基因组为基础的医疗实践和卫生保健体系在发达国家将可能成为标准和规范应用；人类许多疾病发生、发展的分子机制将会阐明；能在疾病症状出现前或早期在基因水平上得以诊断和治疗；常规的基因诊断将能够预测个体对某些常见疾病和癌症的易感风险并对许多癌症作出早期诊断；针对个体基因型的特异、高效、低毒性的基因药物的广泛使用及安全基因疫苗的问世，基因治疗将成为某些癌症和传染病的有效治疗手段；与许多复杂疾病的发生、发展相关的基因变异及其环境诱导作用将会被阐明，并能通过改变生活习惯、改善环境条件及针对性特定基因疫苗的应用，将降低这些疾病的患病风险并使预防成为可能。当然，要完成从现代医学逐步迈向基因组医学的进程，要从以解剖学为基础根据疾病症状作诊断治疗的现代医学进到疾病预测、诊断、医疗和预防的基因组医学，必然离不开生命科学研究与医学实践；离不开对医生的遗传学和基因组学的训练；离不开对病人和公众的普及知识教育；离不开快速获得信息和分析信息的计算机系统（包括基因型数据库和表现型数据库）等，所有这些都是未来基因组医学精确个体化医疗所必不可少的条件。

上一页  [1] [2] [3]