遗传性胃肠肿瘤的研究现状
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CSCO 2000年第四届学术年会
郑树 宋永茂
关键词：胃癌；大肠癌；结肠癌；遗传；基因；息肉
胃癌、大肠癌是我国常见的恶性肿瘤，以往研究表明其发生、发展过程涉及多个癌基因和抑癌基因的突变。近年来，许多遗传性肿瘤被发现和研究，遗传易感性与肿瘤之间的关系日益受到重视。其中对家族性大肠癌，包括家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis, FAP)，遗传性非息肉病性结直肠癌(hereditary non-polyposis colorectal cancer, HNPCC)的研究，使人们对于大肠癌的发生机制有了新的认识。最近，对遗传性胃癌的研究也是方兴未艾，且已取得了一定成果。现将有关遗传性胃癌、大肠癌的研究现状综述如下：
一、家族性腺瘤性息肉病(FAP)
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Cripps于1882年首次报道包括一对兄妹的FAP家系，以后对其研究不断深入，Handford于1890年首次阐述了腺瘤-腺癌的进展过程，使人们对大肠癌的病因有了新的认识。现普遍认为，FAP是一常染色体显性遗传疾病，约占大肠癌发病率的1%，其外显率接近100%。其临床特征为大肠弥漫腺瘤性息肉(>100个)，发病年龄最早16岁，中位年龄33岁，如不早期诊断，大多数患者在45岁之前死于息肉癌变,危害极大，了解其发病机制意义重大。
Herrera等在对一例42岁，有多发先天异常和多发大肠息肉的患者的5号染色体的大片段缺失的研究中发现了FAP的致病基因APC(adenomatous polyposis coli)，随后的基因连锁分析将其定位于5q21～22，接着基因的克隆和测序也获得成功。Tanaka，Groden等将APC基因引人大肠癌细胞株，发现其能使肿瘤细胞生长减慢，抑制集落形成，并使裸鼠体内致瘤作用降低，这说明APC基因是一个抑癌基因。现已明确APC基因有一个8538bp的开放阅读框,含15个外显子,编码一种2843个氨基酸的蛋白质,此蛋白对细胞粘附和信号传导很重要。APC基因编码的蛋白质可与β-catenin和GSK3β形成复合物，引起β-catenin的降解，调节β-catenin介导的信号系统；通过β-catenin和E-Cadherin调节细胞的粘附；通过与微管的相互作用影响细胞移动；还可直接抑制细胞循环成分终止细胞循环。Powell等则在<0.5cm的大肠腺瘤中已发现APC基因的改变，由此认为APC基因的改变是大肠癌发生的早期分子事件。FAP中APC基因突变率可高达80%～90%,95%的APC突变产生终止密码。Okamoto等发现某些FAP患者的父母并无5q的缺失，由此认为FAP肿瘤的发生符合Knudson提出的二次打击事件的理论：及抑癌基因的二个等位基因之一发生杂合性缺失(LOH)，另一个等位基因往往发生点突变。
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FAP还有几种特殊表型：Gardner's综合征(除多发大肠息肉外,尚有骨疣、皮肤纤维瘤，表皮样囊肿),Turcot's综合征(除多发大肠息肉外还伴有中枢神经系统恶性肿瘤)及弱化的FAP(大肠息肉较少)。Gardner'综合征中多发大肠息肉已认为与APC基因突变有关，而APC基因是否为Turcot's综合征的致病基因尚有争议。另有研究发现FAP不同表型与APC基因突变位点不同有关：如弱化的FAP突变位点位于APC基因的5′端；而先天性视网膜色素上皮肥厚(CHRPE)的表现与APC 基因的542-1309密码子的突变相关；肠外的多种病变则因1465、1546和2621密码子的突变所致。同时，由于环境因素的影响，同样的突变也会有不同表型(24)：如许多研究发现阿司匹林和舒林酸可有效减少FAP中的息肉量。
二、遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC)
HNPCC也是一常染色体显性遗传疾病，约占所有大肠癌的1%～5%，具有特殊临床病理特点：发病年龄早;大肠癌好发于近段结肠,约60%～70%位于脾曲以上;多发性大肠癌倾向,常见肠外恶性肿瘤;23%～39%的大肠癌属于低分化腺癌,30%～40%属于粘液腺癌,但预后好。1913年Warthin首次描述了一些胃癌、大肠癌聚集的家系。但直到半世纪后，Lynch等才更仔细地描述这些家系的遗传和临床病理学特征，并根据是否发生肠外肿瘤将其分为LynchⅠ和LynchⅡ型。随研究的深入，1990年国际HNPCC协作组制订了Amsterdam诊断标准来诊断HNPCC: ①一个家系至少有3例经组织病理学确诊的大肠癌患者，其中1例必须是另外2例的直系亲属；②大肠癌必须累及连续两代人；③至少有1例大肠癌患者发病早于50岁。符合该国际诊断标准的家系简称为ICG-HNPCC。但此标准对于一些较小家系或家系中年龄大的人不多的家系难以分析，影响了临床对HNPCC的识别，因此1995年韩国国立医科大学肿瘤研究所研究组提出了可疑HNPCC概念，并提出了相应的诊断标准：①不符合Amsterdam诊断标准；②家系至少有2例经组织病理学确诊的大肠癌患者，其中2例必须是父母和子女的关系或同胞兄弟姐妹的关系；③至少1例大肠癌患者表现为多发性大肠肿瘤(包括腺瘤)，或至少有1例发病早于50岁，或至少1个家族成员患有HNPCC相关性大肠外恶性肿瘤。袁瑛等的研究已证实ICG-HNPCC和可疑HNPCC有相似的遗传学背景。随后国际HNPCC协作组在1998年修改了Amsterdam诊断标准，将第一条诊断标准改为：一个家系至少有3例经组织病理学确诊的HNPCC相关肿瘤患者(CRC，子宫内瞙癌，小肠癌，肾盂、输尿管癌)，其中1例必须是另外2例的直系亲属。其余两条不变。
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HNPCC发病机制如何？1993年Ionov，Aaltonen等以指纹印迹的方法发现HNPCC患者的基因组存在大量重复序列长度的改变，并称其为微卫星不稳定(MI)，对其中表现为二个以上MI即称为RER(Replication Error)阳性。Aaltonen等统计得约86%以上的HNPCC肿瘤中存在着微卫星不稳定性(MI), 同时HNPCC中c-K-ras，P53和APC基因的突变率与散发性大肠癌无明显差异；在散发性大肠癌中则只有10%～15%存在MI，且其MI与肿瘤位于右半结肠和良好的预后呈正相关，与P53和K-ras的突变呈负相关。这些均提示MI、RER与HNPCC相关。在以后的研究中，许多不同的微卫星标记被用于MI的检测，RER+的判断基本采用以下标准：在5个被检测的微卫星位点中至少有两个发生改变。美国国家肿瘤研究所回顾总结了MI和RER表型在肿瘤的检测和家族倾向性的研究中的应用，提出将微卫星不稳定(MSI，等同MI)定义为与MMR缺陷有关的基因组不稳定性，并推荐一份包括5个微卫星标记的参考名单，供MSI的中检测使用。而Hoang等分别以32个微卫星位点标记及BAT26对134个散发性肿瘤和26个肿瘤细胞株的RER表型分析，提出BAT26――一个位于hMSH2内含子中的一个特殊(A)n重复序列――可单独作为识别RER表型的标记。Cravo等在62例散发性大肠癌中同时以BAT26和另外一组7个微卫星标记进行MI分析，并将MI与患者临床病理特征行相关性分析，结果发现BAT26对RER+表型的识别更具特异性，且与HNPCC相关临床病理特征(早期发生，好发于近端结肠，细胞外粘液等)更具相关性。由此认为BAT26可作为一种简单、经济的方法用于HNPCC 突变分析前的筛选。但BAT26对HNPCC的RER表型的识别的研究尚未见报道，其对于HNPCC的筛选的作用还需进一步证实。
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HNPCC中MI现象的发现后，首先是一些微生物基因学家意识到MI是错配修复(MMR)系统功能障碍的特征性表现，在此前提下，Peltomaki等以基因连锁的方法将HNPCC易感基因定位在2p15～16，Fishel等随后将与细菌错配修复基因MutS同源的第一个人类错配修复基因(MMR)hMSH2克隆并测序，同年hMLH1(与细菌MutH同源)被定位于3p,次年获得克隆，随后hPMS1和hPMS2(与细菌MutL同源)，hMSH3，hMSH6/GTBP(G/T结合蛋白)陆续被发现，但hMSH2与hMLH1的突变在HNPCC中起主要的作用，两者分别与约60%及30%的HNPCC发病有关。hPMS1和hPMS2各与约5%的HNPCC发病有关，hMSH6/GTBP在HNPCC中的突变近乎0，hMSH3的突变则尚未见报道。hMSH2产物与GTBP形成异源二聚体，特异性地识别并结合错配的DNA序列，接着又与hMLH1和hPMS2的异源二聚体形成三重复合物，从而启动错配修复功能。MMR基因失活使细胞错配修复功能的丧失或缺陷，基因编码区重复序列的错配随之增多，带来一些抑癌基因和细胞生长调控基因突变，最终导致肿瘤形成。现已证实HNPCC中存在TGFβRⅡ基因(A)10重复序列和BAX基因(G)8重复序列的突变。最近，Miyaki等在28个取自HNPCC患者的肿瘤标本中发现，其中存在43%的β-catenin基因突变(均为单碱基置换)及21%的APC基因突变，令人感兴趣的是β-catenin基因突变肿瘤中无一例APC基因突变，而APC基因突变肿瘤中也无一例β-catenin基因突变，由此推断β-catenin基因单碱基置换很可能与MMR缺陷引起的MI有关；〖JP2〗而β-catenin或APC基因突变激活APC-β-catenin-Tcf信号系统与65%的HNPCC大肠癌发生有关，值得注意。
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三、遗传性胃癌
研究表明10%的胃癌表现为家族聚集性, Videback和 Mosbech 随访302例胃癌患者的亲属，发现其胃癌发病率较无胃癌家族史者的发病率高4倍。表明了遗传因素在家族性胃癌(Familial Gastric Cancer，FGC) 的发生中起了很重要的作用。但过去由于对其中的遗传学事件知之甚少，而无法很好阐明两者关系。
近年来，遗传性大肠癌、Li-Fraumeni综合征及遗传性乳腺癌-卵巢癌综合征等的研究，对家族性胃癌的研究起了借鉴和促进作用。1999年4月在借鉴HNPCC国际协作组模式的基础上，国际遗传性胃癌协作研究组(International Collaborative Group on Hereditary Gastric Cancer，ICG-HGC )在韩国汉城成立，并在 1999年8月22日召开了第一届国际ICG-HGC大会。在ICG-HGC成立大会上制订了ICG-HGC和可疑HGC(Suspected HGC)的诊断标准：ICG-HGC诊断标准：一个家系中，①至少有3例确诊的胃癌患者，其中1例必须是另2例的第一代亲属；②胃癌至少累及连续的两代人；③至少1例胃癌患者发病年龄小于45岁。可疑HGC诊断标准：符合上述标准的任何两条(*HNPCC，FAP和Li-Fraumeni综合征必须排除在外。)ICG-HGC的成立使胃癌家系的诊断达到国际范围内的统一化和规范化成为可能。可以预见，它必将推动和加强国际间的合作和交流，促进遗传性胃癌病因学的研究。
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Guilford等对新西兰三个胃癌家系进行研究，发现其呈显性遗传，外显不全，发病早，最小的患者14岁就死于胃癌，肿瘤分化差，分期早，以弥漫型为主。Shinmura等从日本东京国立癌症中心医院1962～1995年收治的3632例胃癌家系中筛选出31例家族性胃癌家系，发现其发生率为0.9%,也表现为早期发生；有肠外肿瘤及多原发癌的趋势，胃癌以肠型为主。这些特征与HNPCC相似，这促使人们去作进一步探讨：两者是否存在相同发病机制？
研究表明许多肿瘤存在MI, 作为HNPCC肠外肿瘤中的最常见的类型之一的胃癌，近年来也在这方面也进行了广泛的研究。参照国际HNPCC Amsterdam 诊断标准，Shinmura收集了28个家族性胃癌患者的配对的肿瘤和正常组织，用6个微卫星位点进行分析。结果表明：25% (7/28)的患者表现出至少1个位点的MI，其中5例(5/28,18%)则表现在多个位点上，即RER阳性。该MI阳性率25%与文献报导的散发性胃癌的阳性率相仿，提示其与HNPCC不同，MI和/或RER与胃癌的家族聚集性之间无明显相关性。而另一文献提示，与散发性胃癌相比在早期胃癌中 (肿瘤限于粘膜层和粘膜下层) 家族性胃癌表现出较强的MI趋势，而在进展期胃癌(肿瘤突破固有肌层)中，两者无明显差异。
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Keller等将29个有胃癌家族史的患者，按其家族史的不同分成三个组。第一组具有很强的胃癌家族史共11例患者，其家族中至少有2例第一代或第二代亲属患胃癌，其中1例患有异时发生的2个胃肿瘤。第二组10例患者，其家族中至少有1例第一代亲属患胃癌。第三组8例患者，其家族中至少有1例第二代亲属患胃癌。通过8个不同的微卫星位点的检测，有一个位点以上改变的共占45%(13/29)，在三组中的分布为45%(5/11), 40% (4/10) 和50%(4/8)。这其中，8例为单一位点的改变;另5例的改变都在2个位点以上(≥4个位点,RER+),这5例中的3例来自第一组。进一步在4例单一位点改变和5例多位点改变的患者中检测hMLH1基因的突变，仅在第三组的一个RER+病例中发现一个第17外显子,第655密码子的错义突变。由于此改变未出现在214个正常对照中，基本排除了DNA多态性的可能，而是一个病理性的突变。 Akiyama等的研究发现67%(4/6)的家族性胃癌患者中存在着RER，但未发现有hMSH2基因和hMLH1基因编码区或hMLH1保守区的种系突变，而只在TGF-beta RⅡ基因(Transforming Growth Factor-beta TypeⅡReceptor )的小部分重复序列中有极少的改变，这与Shinmura等的发现相印证。后者发现：在4例RER阳性(均大于3个位点)家族性胃癌中均有hMSH3基因(A)8重复序列的移码突变，3例同时有TGF-beta RⅡ基因(A)8重复序列的移码突变；而在hMSH6基因和TGF-beta RⅡ基因的(C)8和(GT)3重复序列区未发现任何改变。
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以上研究表明虽然家族性胃癌同样存在着MI和RER，但其遗传背景有别于HNPCC。
家族性胃癌是否也存在相关基因呢? 1998年3月，Guilford等在对一个含25例胃癌患者的Maori血统的家系进行遗传学连锁分析中首次发现：胃癌的发生为常染色体显性遗传；同时在人类第16号染色体长臂，介于D16S3019和D16S313之间的，一个长约9分摩的片段始终伴随着疾病的表型出现，由此找到了一个与家族性胃癌相关的基因——E-Cadherin。在该家系中，用SSCP和DNA测序的方法检测到E-Cadherin基因第7外显子的最后一个核苷酸由碱基G→T，从而影响了mRNA得正常剪接,导致短缩蛋白( Truncated Protein)形成。继而在另两个Maori胃癌家系中也分别发现了位于第15外显子的1bp(C)插入引起的移码突变和位于第13外显子的无义突变，两者也均导致蛋白的短缩。这些突变的发现进一步证实了E-Cadherin基因与胃癌家系的相关性，尤其是在发病早，弥漫型胃癌为主的家系中。E-Cadherin基因的体突变曾在一些散发性肿瘤中有所报道，如弥漫型胃癌，小叶性乳腺癌，子宫内膜癌和卵巢癌，但在家族性肿瘤中尚属首次报道。Gayther等用SSCP的方法在18个欧洲的胃癌家系中进行了E-Cadherin基因的种系突变筛选。其中第一组先证者是弥漫型胃癌,来自10个家系，家系中另外至少还有2例第一代亲属患胃癌；第二组先证者是肠型胃癌,来自8个家系，家系中也另有至少2例的第一代亲属患胃癌。在第一组中，E-Cadherin的突变率为30%(3/10)，而第二组中无一发现突变。所有的三个突变分别是一个碱基G插入的移码突变和两个无义突变，均导致蛋白短缩，与Guilford等的结果相似。这进一步证实了Guilford等的发现，说明E-Cadherin也是除Maori血统外其他胃癌家系的相关基因；同时也提示了弥漫型胃癌和肠型胃癌可能有着不同的肿瘤发生途径。Shinmura等在日本的31例家族性胃癌中只发现了1例E-Cadherin基因启动区的错义突变(Gly-Val)，但认为这只是一种较少见的基因多态性的表现而非种系突变。因此，除E-Cadherin基因外可能还存在着别的相关基因，有待于进一步研究发现。那么E-Cadherin基因在家族性胃癌中的作用机制又如何？E-Cadherin基因又名Cadherin 1或CDH1，位于人类染色体16q22.1，cDNA全长约2.8Kb，包含16个外显子，编码着一种钙依赖性细胞粘附蛋白(Calcium-dependent Cell-adhesion Protein)。这是一种跨膜蛋白，由5个重复的细胞外功能区和1个与细胞骨架肌动蛋白相连的胞浆功能区组成，野生型的蛋白对建立细胞极性，维持正常的组织形态和细胞分化有着重要的作用。由于杂合性缺失和基因突变的双重作用使E-Cadherin基因的一对等位基因均失活，引起细胞间正常的粘附作用破坏，使细胞避开了生长控制信号的作用而过度增生；而且E-Cadherin无法与APC共同发挥其调节β-catenin介导的信号系统的作用。在家族性胃癌发生中的作用哪个更重要，或两者并重尚须进一步研究。
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四、基因过度甲基化与遗传性胃肠道肿瘤
上述肿瘤相关基因解释了大部分遗传性胃肠道肿瘤的发生机制，但仍有相当一部分遗传性胃肠道肿瘤并未检测到其相关基因的突变。近年来，大肠癌中ER、P16、APC基因启动子5'端CpG岛的过度甲基化的发现，使基因甲基化在大肠癌发生中的作用引起了重视。CpG岛是约1000bp、低甲基化的、富含G+C(>60%)的序列,存在于半数以上的人类基因的5'端,其富含CpG二核苷酸, 并含有一些非CpG岛序列中罕见的酶切位点, 基因启动子5'端CpG岛的过度甲基化可引起基因的失活。Michael等以hMLH1单抗进行免疫组化分析，从66例散发大肠癌中筛选出4例未发现hMLH1表达的肿瘤，将其与不表达hMLH1的大肠癌细胞株SW48和子宫内瞙癌细胞株AN3CA一起行hMLH1突变分析，并以HpaⅡ和MspⅠ两种内切酶对hMLH1启动子区域进行酶切以分析其甲基化状态。结果发现4例无hMLH1表达的肿瘤、SW48和AN3CA均有hMLH1启动子区域的5'端CpG岛的过度甲基化而无hMLH1的突变，但表达hMLH1的细胞株、肿瘤及正常组织均无此现象。Herman等以MSP(methylated-specific PCR)的方法对肿瘤和细胞株进行hMLH1启动子甲基化分析。结果发现无hMLH1突变且MSI阳性的细胞株(7/8)，有hMLH1突变且MSI阳性的细胞株(1/4)以及MSI阴性的细胞株(3/25)均存在不同程度的hMLH1的过度甲基化；MSI阳性(11/13)和MSI阴性(2/21)的散发性大肠癌也存在hMLH1的过度甲基化；HNPCC大肠癌中(4/18)同样观察到hMLH1的甲基化。与肿瘤细胞株不同的是，同一原发性大肠癌中hMLH1的甲基化和非甲基化同时存在。他们还发现在以甲基转移酶抑制剂(5-氮-2′-脱氧胞苷)处理5天后，SW48和RKO两个细胞株不但重新表达hMLH1，其错配修复功能也得到恢复。在研究中未发现hMSH2的甲基化。因此他们认为MSI阳性的肿瘤与hMLH1的过度甲基化密切相关。Deng等以NaHSO3-测序法检测24个大肠癌细胞株的hMLH1甲基化状态也有类似发现。可见MMR基因过度甲基化而失活，进一步引起MSI，这可能在遗传性大肠癌发生中起着一定的作用。但除hMLH1以外，其它MMR基因是否存在肿瘤发生相关甲基化现象尚需进一步研究。散发性肿瘤中APC基因和E-cadherin的过度甲基化也已发现，但它们在遗传性胃肠道肿瘤发生中的作用尚未见报道，须进一步研究。
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总之，遗传性胃肠道肿瘤的病因学，临床病理学特征的研究仍需不断深入，从而不断促进对其认识和防治水平提高。
作者单位：(浙江医科大学肿瘤研究所)
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关键词：胃癌；大肠癌；结肠癌；遗传；基因；息肉
胃癌、大肠癌是我国常见的恶性肿瘤，以往研究表明其发生、发展过程涉及多个癌基因和抑癌基因的突变。近年来，许多遗传性肿瘤被发现和研究，遗传易感性与肿瘤之间的关系日益受到重视。其中对家族性大肠癌，包括家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis, FAP)，遗传性非息肉病性结直肠癌(hereditary non-polyposis colorectal cancer, HNPCC)的研究，使人们对于大肠癌的发生机制有了新的认识。最近，对遗传性胃癌的研究也是方兴未艾，且已取得了一定成果。现将有关遗传性胃癌、大肠癌的研究现状综述如下：
一、家族性腺瘤性息肉病(FAP)
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Cripps于1882年首次报道包括一对兄妹的FAP家系，以后对其研究不断深入，Handford于1890年首次阐述了腺瘤-腺癌的进展过程，使人们对大肠癌的病因有了新的认识。现普遍认为，FAP是一常染色体显性遗传疾病，约占大肠癌发病率的1%，其外显率接近100%。其临床特征为大肠弥漫腺瘤性息肉(>100个)，发病年龄最早16岁，中位年龄33岁，如不早期诊断，大多数患者在45岁之前死于息肉癌变,危害极大，了解其发病机制意义重大。
Herrera等在对一例42岁，有多发先天异常和多发大肠息肉的患者的5号染色体的大片段缺失的研究中发现了FAP的致病基因APC(adenomatous polyposis coli)，随后的基因连锁分析将其定位于5q21～22，接着基因的克隆和测序也获得成功。Tanaka，Groden等将APC基因引人大肠癌细胞株，发现其能使肿瘤细胞生长减慢，抑制集落形成，并使裸鼠体内致瘤作用降低，这说明APC基因是一个抑癌基因。现已明确APC基因有一个8538bp的开放阅读框,含15个外显子,编码一种2843个氨基酸的蛋白质,此蛋白对细胞粘附和信号传导很重要。APC基因编码的蛋白质可与β-catenin和GSK3β形成复合物，引起β-catenin的降解，调节β-catenin介导的信号系统；通过β-catenin和E-Cadherin调节细胞的粘附；通过与微管的相互作用影响细胞移动；还可直接抑制细胞循环成分终止细胞循环。Powell等则在<0.5cm的大肠腺瘤中已发现APC基因的改变，由此认为APC基因的改变是大肠癌发生的早期分子事件。FAP中APC基因突变率可高达80%～90%,95%的APC突变产生终止密码。Okamoto等发现某些FAP患者的父母并无5q的缺失，由此认为FAP肿瘤的发生符合Knudson提出的二次打击事件的理论：及抑癌基因的二个等位基因之一发生杂合性缺失(LOH)，另一个等位基因往往发生点突变。
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FAP还有几种特殊表型：Gardner's综合征(除多发大肠息肉外,尚有骨疣、皮肤纤维瘤，表皮样囊肿),Turcot's综合征(除多发大肠息肉外还伴有中枢神经系统恶性肿瘤)及弱化的FAP(大肠息肉较少)。Gardner'综合征中多发大肠息肉已认为与APC基因突变有关，而APC基因是否为Turcot's综合征的致病基因尚有争议。另有研究发现FAP不同表型与APC基因突变位点不同有关：如弱化的FAP突变位点位于APC基因的5′端；而先天性视网膜色素上皮肥厚(CHRPE)的表现与APC 基因的542-1309密码子的突变相关；肠外的多种病变则因1465、1546和2621密码子的突变所致。同时，由于环境因素的影响，同样的突变也会有不同表型(24)：如许多研究发现阿司匹林和舒林酸可有效减少FAP中的息肉量。
二、遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC)
HNPCC也是一常染色体显性遗传疾病，约占所有大肠癌的1%～5%，具有特殊临床病理特点：发病年龄早;大肠癌好发于近段结肠,约60%～70%位于脾曲以上;多发性大肠癌倾向,常见肠外恶性肿瘤;23%～39%的大肠癌属于低分化腺癌,30%～40%属于粘液腺癌,但预后好。1913年Warthin首次描述了一些胃癌、大肠癌聚集的家系。但直到半世纪后，Lynch等才更仔细地描述这些家系的遗传和临床病理学特征，并根据是否发生肠外肿瘤将其分为LynchⅠ和LynchⅡ型。随研究的深入，1990年国际HNPCC协作组制订了Amsterdam诊断标准来诊断HNPCC: ①一个家系至少有3例经组织病理学确诊的大肠癌患者，其中1例必须是另外2例的直系亲属；②大肠癌必须累及连续两代人；③至少有1例大肠癌患者发病早于50岁。符合该国际诊断标准的家系简称为ICG-HNPCC。但此标准对于一些较小家系或家系中年龄大的人不多的家系难以分析，影响了临床对HNPCC的识别，因此1995年韩国国立医科大学肿瘤研究所研究组提出了可疑HNPCC概念，并提出了相应的诊断标准：①不符合Amsterdam诊断标准；②家系至少有2例经组织病理学确诊的大肠癌患者，其中2例必须是父母和子女的关系或同胞兄弟姐妹的关系；③至少1例大肠癌患者表现为多发性大肠肿瘤(包括腺瘤)，或至少有1例发病早于50岁，或至少1个家族成员患有HNPCC相关性大肠外恶性肿瘤。袁瑛等的研究已证实ICG-HNPCC和可疑HNPCC有相似的遗传学背景。随后国际HNPCC协作组在1998年修改了Amsterdam诊断标准，将第一条诊断标准改为：一个家系至少有3例经组织病理学确诊的HNPCC相关肿瘤患者(CRC，子宫内瞙癌，小肠癌，肾盂、输尿管癌)，其中1例必须是另外2例的直系亲属。其余两条不变。
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HNPCC发病机制如何？1993年Ionov，Aaltonen等以指纹印迹的方法发现HNPCC患者的基因组存在大量重复序列长度的改变，并称其为微卫星不稳定(MI)，对其中表现为二个以上MI即称为RER(Replication Error)阳性。Aaltonen等统计得约86%以上的HNPCC肿瘤中存在着微卫星不稳定性(MI), 同时HNPCC中c-K-ras，P53和APC基因的突变率与散发性大肠癌无明显差异；在散发性大肠癌中则只有10%～15%存在MI，且其MI与肿瘤位于右半结肠和良好的预后呈正相关，与P53和K-ras的突变呈负相关。这些均提示MI、RER与HNPCC相关。在以后的研究中，许多不同的微卫星标记被用于MI的检测，RER+的判断基本采用以下标准：在5个被检测的微卫星位点中至少有两个发生改变。美国国家肿瘤研究所回顾总结了MI和RER表型在肿瘤的检测和家族倾向性的研究中的应用，提出将微卫星不稳定(MSI，等同MI)定义为与MMR缺陷有关的基因组不稳定性，并推荐一份包括5个微卫星标记的参考名单，供MSI的中检测使用。而Hoang等分别以32个微卫星位点标记及BAT26对134个散发性肿瘤和26个肿瘤细胞株的RER表型分析，提出BAT26――一个位于hMSH2内含子中的一个特殊(A)n重复序列――可单独作为识别RER表型的标记。Cravo等在62例散发性大肠癌中同时以BAT26和另外一组7个微卫星标记进行MI分析，并将MI与患者临床病理特征行相关性分析，结果发现BAT26对RER+表型的识别更具特异性，且与HNPCC相关临床病理特征(早期发生，好发于近端结肠，细胞外粘液等)更具相关性。由此认为BAT26可作为一种简单、经济的方法用于HNPCC 突变分析前的筛选。但BAT26对HNPCC的RER表型的识别的研究尚未见报道，其对于HNPCC的筛选的作用还需进一步证实。
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HNPCC中MI现象的发现后，首先是一些微生物基因学家意识到MI是错配修复(MMR)系统功能障碍的特征性表现，在此前提下，Peltomaki等以基因连锁的方法将HNPCC易感基因定位在2p15～16，Fishel等随后将与细菌错配修复基因MutS同源的第一个人类错配修复基因(MMR)hMSH2克隆并测序，同年hMLH1(与细菌MutH同源)被定位于3p,次年获得克隆，随后hPMS1和hPMS2(与细菌MutL同源)，hMSH3，hMSH6/GTBP(G/T结合蛋白)陆续被发现，但hMSH2与hMLH1的突变在HNPCC中起主要的作用，两者分别与约60%及30%的HNPCC发病有关。hPMS1和hPMS2各与约5%的HNPCC发病有关，hMSH6/GTBP在HNPCC中的突变近乎0，hMSH3的突变则尚未见报道。hMSH2产物与GTBP形成异源二聚体，特异性地识别并结合错配的DNA序列，接着又与hMLH1和hPMS2的异源二聚体形成三重复合物，从而启动错配修复功能。MMR基因失活使细胞错配修复功能的丧失或缺陷，基因编码区重复序列的错配随之增多，带来一些抑癌基因和细胞生长调控基因突变，最终导致肿瘤形成。现已证实HNPCC中存在TGFβRⅡ基因(A)10重复序列和BAX基因(G)8重复序列的突变。最近，Miyaki等在28个取自HNPCC患者的肿瘤标本中发现，其中存在43%的β-catenin基因突变(均为单碱基置换)及21%的APC基因突变，令人感兴趣的是β-catenin基因突变肿瘤中无一例APC基因突变，而APC基因突变肿瘤中也无一例β-catenin基因突变，由此推断β-catenin基因单碱基置换很可能与MMR缺陷引起的MI有关；〖JP2〗而β-catenin或APC基因突变激活APC-β-catenin-Tcf信号系统与65%的HNPCC大肠癌发生有关，值得注意。
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三、遗传性胃癌
研究表明10%的胃癌表现为家族聚集性, Videback和 Mosbech 随访302例胃癌患者的亲属，发现其胃癌发病率较无胃癌家族史者的发病率高4倍。表明了遗传因素在家族性胃癌(Familial Gastric Cancer，FGC) 的发生中起了很重要的作用。但过去由于对其中的遗传学事件知之甚少，而无法很好阐明两者关系。
近年来，遗传性大肠癌、Li-Fraumeni综合征及遗传性乳腺癌-卵巢癌综合征等的研究，对家族性胃癌的研究起了借鉴和促进作用。1999年4月在借鉴HNPCC国际协作组模式的基础上，国际遗传性胃癌协作研究组(International Collaborative Group on Hereditary Gastric Cancer，ICG-HGC )在韩国汉城成立，并在 1999年8月22日召开了第一届国际ICG-HGC大会。在ICG-HGC成立大会上制订了ICG-HGC和可疑HGC(Suspected HGC)的诊断标准：ICG-HGC诊断标准：一个家系中，①至少有3例确诊的胃癌患者，其中1例必须是另2例的第一代亲属；②胃癌至少累及连续的两代人；③至少1例胃癌患者发病年龄小于45岁。可疑HGC诊断标准：符合上述标准的任何两条(*HNPCC，FAP和Li-Fraumeni综合征必须排除在外。)ICG-HGC的成立使胃癌家系的诊断达到国际范围内的统一化和规范化成为可能。可以预见，它必将推动和加强国际间的合作和交流，促进遗传性胃癌病因学的研究。
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Guilford等对新西兰三个胃癌家系进行研究，发现其呈显性遗传，外显不全，发病早，最小的患者14岁就死于胃癌，肿瘤分化差，分期早，以弥漫型为主。Shinmura等从日本东京国立癌症中心医院1962～1995年收治的3632例胃癌家系中筛选出31例家族性胃癌家系，发现其发生率为0.9%,也表现为早期发生；有肠外肿瘤及多原发癌的趋势，胃癌以肠型为主。这些特征与HNPCC相似，这促使人们去作进一步探讨：两者是否存在相同发病机制？
研究表明许多肿瘤存在MI, 作为HNPCC肠外肿瘤中的最常见的类型之一的胃癌，近年来也在这方面也进行了广泛的研究。参照国际HNPCC Amsterdam 诊断标准，Shinmura收集了28个家族性胃癌患者的配对的肿瘤和正常组织，用6个微卫星位点进行分析。结果表明：25% (7/28)的患者表现出至少1个位点的MI，其中5例(5/28,18%)则表现在多个位点上，即RER阳性。该MI阳性率25%与文献报导的散发性胃癌的阳性率相仿，提示其与HNPCC不同，MI和/或RER与胃癌的家族聚集性之间无明显相关性。而另一文献提示，与散发性胃癌相比在早期胃癌中 (肿瘤限于粘膜层和粘膜下层) 家族性胃癌表现出较强的MI趋势，而在进展期胃癌(肿瘤突破固有肌层)中，两者无明显差异。
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Keller等将29个有胃癌家族史的患者，按其家族史的不同分成三个组。第一组具有很强的胃癌家族史共11例患者，其家族中至少有2例第一代或第二代亲属患胃癌，其中1例患有异时发生的2个胃肿瘤。第二组10例患者，其家族中至少有1例第一代亲属患胃癌。第三组8例患者，其家族中至少有1例第二代亲属患胃癌。通过8个不同的微卫星位点的检测，有一个位点以上改变的共占45%(13/29)，在三组中的分布为45%(5/11), 40% (4/10) 和50%(4/8)。这其中，8例为单一位点的改变;另5例的改变都在2个位点以上(≥4个位点,RER+),这5例中的3例来自第一组。进一步在4例单一位点改变和5例多位点改变的患者中检测hMLH1基因的突变，仅在第三组的一个RER+病例中发现一个第17外显子,第655密码子的错义突变。由于此改变未出现在214个正常对照中，基本排除了DNA多态性的可能，而是一个病理性的突变。 Akiyama等的研究发现67%(4/6)的家族性胃癌患者中存在着RER，但未发现有hMSH2基因和hMLH1基因编码区或hMLH1保守区的种系突变，而只在TGF-beta RⅡ基因(Transforming Growth Factor-beta TypeⅡReceptor )的小部分重复序列中有极少的改变，这与Shinmura等的发现相印证。后者发现：在4例RER阳性(均大于3个位点)家族性胃癌中均有hMSH3基因(A)8重复序列的移码突变，3例同时有TGF-beta RⅡ基因(A)8重复序列的移码突变；而在hMSH6基因和TGF-beta RⅡ基因的(C)8和(GT)3重复序列区未发现任何改变。
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以上研究表明虽然家族性胃癌同样存在着MI和RER，但其遗传背景有别于HNPCC。
家族性胃癌是否也存在相关基因呢? 1998年3月，Guilford等在对一个含25例胃癌患者的Maori血统的家系进行遗传学连锁分析中首次发现：胃癌的发生为常染色体显性遗传；同时在人类第16号染色体长臂，介于D16S3019和D16S313之间的，一个长约9分摩的片段始终伴随着疾病的表型出现，由此找到了一个与家族性胃癌相关的基因——E-Cadherin。在该家系中，用SSCP和DNA测序的方法检测到E-Cadherin基因第7外显子的最后一个核苷酸由碱基G→T，从而影响了mRNA得正常剪接,导致短缩蛋白( Truncated Protein)形成。继而在另两个Maori胃癌家系中也分别发现了位于第15外显子的1bp(C)插入引起的移码突变和位于第13外显子的无义突变，两者也均导致蛋白的短缩。这些突变的发现进一步证实了E-Cadherin基因与胃癌家系的相关性，尤其是在发病早，弥漫型胃癌为主的家系中。E-Cadherin基因的体突变曾在一些散发性肿瘤中有所报道，如弥漫型胃癌，小叶性乳腺癌，子宫内膜癌和卵巢癌，但在家族性肿瘤中尚属首次报道。Gayther等用SSCP的方法在18个欧洲的胃癌家系中进行了E-Cadherin基因的种系突变筛选。其中第一组先证者是弥漫型胃癌,来自10个家系，家系中另外至少还有2例第一代亲属患胃癌；第二组先证者是肠型胃癌,来自8个家系，家系中也另有至少2例的第一代亲属患胃癌。在第一组中，E-Cadherin的突变率为30%(3/10)，而第二组中无一发现突变。所有的三个突变分别是一个碱基G插入的移码突变和两个无义突变，均导致蛋白短缩，与Guilford等的结果相似。这进一步证实了Guilford等的发现，说明E-Cadherin也是除Maori血统外其他胃癌家系的相关基因；同时也提示了弥漫型胃癌和肠型胃癌可能有着不同的肿瘤发生途径。Shinmura等在日本的31例家族性胃癌中只发现了1例E-Cadherin基因启动区的错义突变(Gly-Val)，但认为这只是一种较少见的基因多态性的表现而非种系突变。因此，除E-Cadherin基因外可能还存在着别的相关基因，有待于进一步研究发现。那么E-Cadherin基因在家族性胃癌中的作用机制又如何？E-Cadherin基因又名Cadherin 1或CDH1，位于人类染色体16q22.1，cDNA全长约2.8Kb，包含16个外显子，编码着一种钙依赖性细胞粘附蛋白(Calcium-dependent Cell-adhesion Protein)。这是一种跨膜蛋白，由5个重复的细胞外功能区和1个与细胞骨架肌动蛋白相连的胞浆功能区组成，野生型的蛋白对建立细胞极性，维持正常的组织形态和细胞分化有着重要的作用。由于杂合性缺失和基因突变的双重作用使E-Cadherin基因的一对等位基因均失活，引起细胞间正常的粘附作用破坏，使细胞避开了生长控制信号的作用而过度增生；而且E-Cadherin无法与APC共同发挥其调节β-catenin介导的信号系统的作用。在家族性胃癌发生中的作用哪个更重要，或两者并重尚须进一步研究。
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四、基因过度甲基化与遗传性胃肠道肿瘤
上述肿瘤相关基因解释了大部分遗传性胃肠道肿瘤的发生机制，但仍有相当一部分遗传性胃肠道肿瘤并未检测到其相关基因的突变。近年来，大肠癌中ER、P16、APC基因启动子5'端CpG岛的过度甲基化的发现，使基因甲基化在大肠癌发生中的作用引起了重视。CpG岛是约1000bp、低甲基化的、富含G+C(>60%)的序列,存在于半数以上的人类基因的5'端,其富含CpG二核苷酸, 并含有一些非CpG岛序列中罕见的酶切位点, 基因启动子5'端CpG岛的过度甲基化可引起基因的失活。Michael等以hMLH1单抗进行免疫组化分析，从66例散发大肠癌中筛选出4例未发现hMLH1表达的肿瘤，将其与不表达hMLH1的大肠癌细胞株SW48和子宫内瞙癌细胞株AN3CA一起行hMLH1突变分析，并以HpaⅡ和MspⅠ两种内切酶对hMLH1启动子区域进行酶切以分析其甲基化状态。结果发现4例无hMLH1表达的肿瘤、SW48和AN3CA均有hMLH1启动子区域的5'端CpG岛的过度甲基化而无hMLH1的突变，但表达hMLH1的细胞株、肿瘤及正常组织均无此现象。Herman等以MSP(methylated-specific PCR)的方法对肿瘤和细胞株进行hMLH1启动子甲基化分析。结果发现无hMLH1突变且MSI阳性的细胞株(7/8)，有hMLH1突变且MSI阳性的细胞株(1/4)以及MSI阴性的细胞株(3/25)均存在不同程度的hMLH1的过度甲基化；MSI阳性(11/13)和MSI阴性(2/21)的散发性大肠癌也存在hMLH1的过度甲基化；HNPCC大肠癌中(4/18)同样观察到hMLH1的甲基化。与肿瘤细胞株不同的是，同一原发性大肠癌中hMLH1的甲基化和非甲基化同时存在。他们还发现在以甲基转移酶抑制剂(5-氮-2′-脱氧胞苷)处理5天后，SW48和RKO两个细胞株不但重新表达hMLH1，其错配修复功能也得到恢复。在研究中未发现hMSH2的甲基化。因此他们认为MSI阳性的肿瘤与hMLH1的过度甲基化密切相关。Deng等以NaHSO3-测序法检测24个大肠癌细胞株的hMLH1甲基化状态也有类似发现。可见MMR基因过度甲基化而失活，进一步引起MSI，这可能在遗传性大肠癌发生中起着一定的作用。但除hMLH1以外，其它MMR基因是否存在肿瘤发生相关甲基化现象尚需进一步研究。散发性肿瘤中APC基因和E-cadherin的过度甲基化也已发现，但它们在遗传性胃肠道肿瘤发生中的作用尚未见报道，须进一步研究。
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总之，遗传性胃肠道肿瘤的病因学，临床病理学特征的研究仍需不断深入，从而不断促进对其认识和防治水平提高。
作者单位：(浙江医科大学肿瘤研究所)
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