肺癌基因甲基化的研究背景
一、肿瘤的现状
肿瘤一直都是全球关注的重大疾病，在中国，肿瘤的发病率和死亡率一直居高不下。据《2012 中国肿瘤登记年报》[1] 披露，肿瘤发病率和死亡率分别为 285.91/10 万和 180.54/10 万。全国每年新发肿瘤病例估计约 312 万例，平均每天 8,550 人，每分钟就有 6 人被诊断为恶性肿瘤，估计每年因癌症死亡病例达 270 万例。
二、肺癌早期筛查和诊断的现状和不足
恶性肿瘤发病不死亡第一位的均是肺癌，当肺癌在早期就得以诊断时，5 年生存率会明显提高，不前列腺癌和乳腺癌相比，肺癌目前缺乏理想的早期筛查手段。胸片和痰细胞学检测已用于肺癌的筛查，具有经济和方便的优势，但其敏感性和特异性不高，而且在高危人群进行筛查幵不能降低肺癌的死亡率。低剂量螺 旋 CT 有很高的敏感性，能发现肺内数毫米的微小病发，新筛查出的肺癌病例 80% 以上为 I 期，如果立即手术其 10 年生存率达 92%，而所有未治疗的 I 期患者均 在 5 年内死亡。然而应用低剂量螺旋 CT 进行肺癌筛查也存在一些问题：首先作为大规模筛查手段其费用较高；其次敏感性很高，能检查出大量非钙化结节，其中非肿瘤性结节进进高于肿瘤性结节，特异性不高。有研究显示低剂量螺旋 CT 发现的非钙化结节中实际为肿瘤的结节不到 2%，而确定这些结节的良恶性需要定期的 CT 随访检查、活检或者手术，对大部分良性结节患者这将造成巨大的精神负担、经济负担甚至身体创伤。[2]
表 1 肺癌常见筛查方法对比
| 胸片 | CT | 细胞学 | DNA 甲基化 | |
样本类型 | —— | —— | 细针穿刺标本/ 肺泡灌洗液/手术标本 | 血液/肺泡灌洗液/穿刺标本/手术标本 |
灵敏度 | 低 | 高 | 偏低 （40%～60%） | 高 （80%～90%） |
特异性 | 低 | 低 | 高 | 高 |
局限性 | 易漏诊 | 假阳性高，无法判断良恶性 | 肺泡灌洗液细胞学的灵敏度有限，需要其它的 辅助诊断手段 |
由于影像学技术在肺癌早期筛查中未能显示出良好的效果，人们开始将目光转向肺癌早期诊断的分子标志物，遗憾的是迄今为止没有发现一个敏感性和特异性较高的分子标志物。近年来肺癌表观遗传学研究进展飞速，特别是 DNA 甲基化的研究最为深入。研究发现 [3]，肺癌发生早期就存在很多特有的肿瘤相关基因（其中包括癌基因和肿瘤抑制基因）甲基化程度的改变，为肺癌的早期诊断标志物的探索提供了新的契机。
三、DNA 甲基化的特点
DNA 甲基化（DNA methylation）是指 DNA 分子上 CpG 双核苷中的胞嘧啶（C）处于甲基化状态，能引起染色质结构、DNA 构象、DNA 稳定性及 DNA 不蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因的转录和表达 [4,5]。DNA 甲基化的异常是很多肿瘤发生的里程碑事件，在肿瘤形成的早期即会发生，因此是肿瘤早期诊断的理想标志物 [6,7]。
四、不同细胞组织中甲基化的情况及意义
正常组织：基因组 60%～90% 的 CpG 是被甲基修饰的。
肿瘤细胞：甲基化水平比正常细胞少 20%～60%，且随甲基化程度的降低， 恶性程度呈增高趋势。肿瘤细胞总的表现特征为广泛的低甲基化（总基因组 DNA， 癌基因）和局部 CpG 岛的甲基化（肿瘤抑制基因）[8]。
低甲基化会激活基因转录，而高甲基化会阻止基因转录导致基因沉默。因此，DNA 甲基化可以作为一种新型肿瘤标志物用于肿瘤的早期诊断、患病风险预测、临床病程监控和疗效评估等。
DNA 甲基化几乎在所有肿瘤中都有发生，使其成为肿瘤诊断的一个可靠靶标。研究发现甲基化 DNA 可以用于肺癌的早期诊断，敏感性要好于已有的蛋白质标志物，其中比较突出的有不早期肺癌相关的 p16、CDH13、SHOX2、RASSF1A 等基因 [9-13]。
